Sapere Scienza

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Un oceano di virus: una biodiversità poco conosciuta

25 Giugno 2019

I virus sono ubiquitari. D'inverno ci obbligano a pause forzate i virus influenzali, possono rovinarci le vacanze i virus intestinali. E poi ci sono casi più gravi come quello dell'HIV, Zika e HPV, il papilloma virus umano che può causare tumori. La virosfera, l'insieme dei virus esistenti sulla Terra, è molto più di questo. Ce lo racconta un articolo pubblicato su Quanta magazine che, attraverso una rassegna di ricerche, ci permette di esplorare una biodiversità poco conosciuta: quella dei virus negli oceani.

 

Cosa sono i virus?

 

I virus sono particelle subcellulari, sono cioè prive di una struttura cellulare, e sono definiti parassiti intracellulari obbligati, cioè hanno bisogno di una cellula vivente all'interno della quale replicare la propria informazione genetica. Infettano qualsiasi tipo di cellula: batteri, archea, protisti, piante, funghi e animali. Sono costituiti fondamentalmente da un acido nucleico (DNA o RNA) racchiuso in un capside, un rivestimento di natura proteica. Come si riproducono i virus? Di base si riproducono all'interno della cellula infettata, attaccandosi alla sua superficie e facendo in modo che il proprio acido nucleico entri nella cellula per effettuare la sintesi dei componenti virali. La trascrizione, traduzione e replicazione delle informazioni genetiche porterà alla produzione di copie di componenti strutturali e genomici per la formazione della propria progenie.

 

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Oceani di biodiversità: i nuovi dati sull'abbondanza di virus nelle acque marine

 

Come abbiamo accennato i virus sono dappertutto e sono tanti. Sorprendono, però, i dati riguardanti questi organismi negli oceani. Spedizioni come quella della goletta Tara, finanziata dalla Tara Ocean Foundation, hanno contribuito a una raccolta dati in grado di aggiungere nuovi capitoli alla conoscenza di questi parassiti. In particolare, il progetto legato a Tara impiega le tecniche più innovative ed efficaci per predire gli effetti del riscaldamento globale. Molti articoli scientifici sono stati pubblicati grazie al lavoro svolto in mare e alcuni di essi hanno ricostruito un quadro più particolareggiato e hanno permesso di elaborare nuove ipotesi sulla vita e sull'utilità dei virus negli oceani. Basti pensare che nel 2015 un team di ricercatori aveva contato 5476 tipi di virus, nel 2016 il numero è salito a 15.222 per arrivare oggi a 195.728 distinte popolazioni virali. Questo incremento è dovuto prima di tutto a un ampiamento dell'areale di ricerca: il nuovo studio include i campioni di 43 postazioni nell'Artide che non sono state analizzate nelle ricerche precedenti. Infatti circa il 40% delle nuove popolazioni individuate proviene dal polo nord della Terra. Un'altra ragione per la ricchezza dei nuovi risultati è legata alla rianalisi dei campioni con metodologie che sono migliorate con il tempo, in particolare gli esami genetici che hanno permesso non solo di mettere insieme i frammenti di filamenti di DNA in maniera più efficiente grazie a un nuovo algoritmo ma anche di classificare la grande varietà di genomi virali ritrovati. Sono state quindi individuate, come accennato, delle popolazioni i cui membri condividevano il 95% del loro DNA. Gli scienziati sono, inoltre, riusciti a raggruppare i virus in zone ecologiche marine suddivise per temperatura e profondità, una prova dell'adattamento genetico di questi organismi a ciascuna regione considerata.

 

Virus, una soluzione per diminuire l'anidride carbonica in atmosfera?

 

Ritornando alla loro efferata natura di parassiti, i virus uccidono approssimativamente il 20% della biomassa - costituita da microrganismi - ogni giorno e questo ha un impatto rilevante sui cicli dei nutrienti e dell'energia. Uno dei ruoli più importanti è giocato all'interno del ciclo del carbonio. Secondo Curtis Suttle, esperto di ecologia microbica presso la University of British Columbia, gli oceani attualmente assorbono circa la metà delle emissioni di carbonio dovute alle attività umane e la quantità di anidride carbonica trattenuta continua a crescere. I virus influenzano il livello di saturazione: quando un batterio è ucciso da un'infezione virale, la sua parete cellulare esplode e tutta la materia organica (il cui mattone fondamentale è il carbonio), di cui era costituito è rilasciata negli oceani. Una certa quantità di carbonio, quindi, viene sequestrata nelle profondità marine. Alcuni scienziati hanno ipotizzato che i virus potrebbero essere utilizzati un giorno per modificare il ciclo del carbonio e ridurre la quantità di CO2 nell'atmosfera.
Al di là di queste teorie, conoscere la biodiversità dei virus è rilevante per avere un modello dei cicli biogeochimici sempre più accurato e preciso, utile anche per migliorare le nostre teorie sull'evoluzione della Terra e sugli effetti dei cambiamenti climatici.

 

Sono la centrale energetica delle cellule: i mitocondri. Se volete saperne di più, capire cosa sono, a cosa servono e le possibili applicazioni mediche derivate dalla loro conoscenza, vi consigliamo di acquistare e leggere "I mitocondri: da parassiti a potenziale target terapeutico" di Barbara Mognetti e Daniele Mancardi, pubblicato nel numero di giugno 2019 di Sapere.

 

Credits immagine: foto di PublicDomainPictures da Pixabay

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