Team 8

Gli ambienti idrotermali terrestri, caratterizzati da T>70°C e pH estremi, sono riconosciuti come analoghi degli ambienti terrestri primordiali, così come di una fase intermedia dell’esistenza di Marte e dei fondi degli oceani che attualmente coprono Europa ed Encelado. L’isolamento di organismi procariotici (Batteri ed Archaea) in grado di riprodursi, svolgere un metabolismo attivo e reagire all'ecosistema in ambienti idrotermali terrestri, ha ampliato per sempre i limiti riconosciuti per definire un ambiente abitabile. Tali microorganismi, definiti estremofili, sono da sempre di interesse astrobiologico in quanto forme analoghe possono essere, o essere state, presenti in altri corpi celesti dell’universo. Tra gli estremofili, molti appartengono al Dominio degli Archaea, organismi che nonostante si siano evoluti come tutti i viventi, hanno conservato il maggior numero di tratti che, presumibilmente, erano presenti nell’ultimo antenato comune universale (LUCA). Pertanto, lo studio degli Archaea estremofili in astrobiologia è mirato a comprendere come i parenti più prossimi a LUCA vivono e si evolvono in ambienti estremi che rappresentano analoghi terrestri di ambienti spaziali. 

Gli approcci -omici hanno permesso di studiare queste comunità microbiche e le loro dinamiche funzionali in modo olistico, dimostrando che in natura i microorganismi crescono e si adattano influenzandosi a vicenda, spesso in maniera diversa rispetto a ceppi isolati. Il Team 8, con approcci simili, ambisce a mappare la biodiversità di un ambiente solfatarico estremo ed a comprendere come il microbioma si adatta alla variazione delle condizioni chimico-fisiche. L’ambiente idrotermale selezionato per questo studio è la solfatara Pisciarelli (T>80°C e pH 5.0) che rappresenta una nicchia ecologica unica per lo studio degli estremofili. Quest'area, così sorprendentemente dinamica, è interessata da improvvisi cambiamenti geotermici come l'aumento della componente magmatica delle fumarole, frequenti sciami sismici e bradisismo, indicando che il sistema idrotermale subisce ripetute iniezioni di fluido magmatico. Lo studio metagenomico comparativo eseguito in tre nuovi siti generati a Pisciarelli in seguito a cambiamenti geochimici avvenuti in quest'area, ci ha permesso di comprendere la complessità delle diverse comunità microbiche. Questi siti, infatti, sebbene molto vicini tra loro, hanno mostrato notevoli differenze in termini di pH e temperatura che sono state riflesse in differenze significative nei consorzi microbici che popolano ogni sito [Iacono et al., 2020].

Il microbioma estremofilo oggetto di studio sarà sottoposto a studi di metaproteomica e metabolomica per identificare macromolecole e sostanze organiche da utilizzare come tracce di viventi (biosignature). Inoltre, gli effetti dell’ambiente spaziale simulato verranno analizzati su tali comunità di organismi per valutarne la resistenza. In questo modo ci si propone di utilizzare esperimenti svolti a terra per aumentare la conoscenza su come la vita possa originarsi ed evolversi in ambienti simili nello spazio [Onofri et al., 2020]