Come sopravvivono i batteri sulle foglie

I batteri sulla superficie delle foglie sopravvivono alla secchezza durante il giorno rannicchiandosi in minuscole goccioline - una scoperta che può aiutare gli scienziati a sostenere la salute del microbioma nelle colture e nelle piante naturali.

Secondo un nuovo studio, pubblicato eLife, (1) goccioline microscopiche sulla superficie delle foglie danno rifugio a batteri che altrimenti potrebbero non sopravvivere durante il periodo diurno di una giornata asciutta. Comprendere questa strategia di sopravvivenza batterica per le condizioni di asciutto può consentire agli scienziati di sviluppare pratiche che supportano i microbiomi vegetali sani in contesti agricoli e naturali.

La superficie di una foglia di pianta media brulica di circa 10 milioni di microbi - una popolazione paragonabile a quella delle grandi città - che contribuiscono alla salute e al funzionamento quotidiano della pianta. Gli scienziati si sono chiesti da tempo come i batteri siano in grado di sopravvivere quando le temperature diurne e la luce solare asciugano le superfici delle foglie.

Maor Grinberg, uno studente di dottorato presso la Facoltà di Agricoltura, Alimentazione e Ambiente della Robert H. Smith dell'Università Ebraica di Rehovot, Israele, afferma: “anche se le foglie possono sembrare completamente asciutte durante il giorno, è stato appurato scientificamente che sono spesso coperte da sottili pellicole liquide o goccioline micrometriche invisibili all'occhio nudo.”

Per rispondere a questa domanda, Maor Grinberg, insieme all'autore e scienziato ricercatore Tomer Orevi e al loro team, ha ricreato condizioni simili alla superficie delle foglie in laboratorio usando lastre di vetro che sono state esposte a vari livelli di umidità. Dopo esperimenti con più di una dozzina di diverse specie di batteri in queste condizioni, i ricercatori hanno osservato che anche se queste superfici apparivano asciutte ad occhio nudo, al microscopio le cellule batteriche e gli aggregati erano protetti in modo sicuro in goccioline minuscole. È interessante notare che goccioline più grandi si sono formate attorno a aggregati composti da più di una cellula, mentre solo le piccole goccioline si sono formate attorno a cellule singole. Questa microscopica umidità è causata da un processo chiamato deliquescenza (2) - in cui sostanze igroscopiche, come gli aerosol, che sono prevalenti sulle foglie assorbono l'umidità dall'atmosfera e si dissolvono nell'umidità per formare le goccioline.

Il dottor Tomer Orevi spiega: “abbiamo scoperto che le cellule batteriche possono sopravvivere all'interno di queste goccioline per più di 24 ore e che i tassi di sopravvivenza sono molto più alti nelle goccioline più grandi. I nostri risultati suggeriscono che attraverso metodi di auto-organizzazione, ad esempio per aggregazione, queste cellule possono migliorare le loro possibilità di sopravvivenza in ambienti frequentemente esposti all'essiccazione.”

Secondo l'autore senior Nadav Kashtan, PhD, (3) Ricercatore presso la Facoltà di Agraria della Robert H. Smith dell'Università Ebraica, questi risultati potrebbero avere importanti implicazioni per l'agricoltura poiché le pratiche umane tendono inavvertitamente a interferire con questo meccanismo di sopravvivenza batterica, mettendo in pericolo la salute delle colture e della vegetazione naturale.

Il dottor Nadav Kashtan osserva anche che una simile umidità microscopica si verifica probabilmente anche nel suolo, nell'ambiente costruito, sulla pelle umana e animale e potenzialmente anche nei sistemi extra-terrestri dove le condizioni potrebbero consentire, suggerendo che tali strategie di sopravvivenza batterica non si limitano alle superfici fogliari.

Riferimenti:

(1) Bacterial survival in microscopic surface wetness

(2) deliquescenza

(3) Nadav Kashtan

Descrizione foto: la formazione di microdroplets attorno a cellule batteriche e aggregati su una superficie di essiccazione. I globuli verdi e rossi sono due ceppi fluorescenti di Pseudomonas fluorescens bacteria. - Credit: Grinberg et al. (CC BY 4.0). - Usage Restrictions: questa immagine può essere riutilizzata gratuitamente, a condizione che sia accreditata in modo appropriato.

Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: Tiny droplets allow bacteria to survive daytime dryness on leaves