Oceani infetti

Megavirus chilensisa individuato nelle acque cilene

Nel 1986 Lita Proctor è una studentessa della State University of New York. Da tempo si occupa di virus. È soprattutto interessata a far luce sulla realtà di quelli marini, di cui non si sa quasi nulla: si ritiene che, rispetto a quelli terrestri, siano molti di meno, e con una variabilità genetica per nulla significativa se paragonata ad altre creature. Comincia a viaggiare e a raccogliere campioni di acqua marina, facendo tappa nel Mar dei Sargassi e ai Caraibi. Tornata nei laboratori del Long Island, parte con le analisi microscopiche. Il risultato è incontrovertibile: il mondo marino pullula di virus, probabilmente ce ne sono più che in ogni altro habitat terrestre. Proctor prova ad azzardare dei numeri, ritenendo del tutto attendibile la presenza di 100 miliardi di virus in appena un litro di acqua marina. Ma per i virologi di mezzo mondo esagera, aggiungendo alle sue cifre degli zero a caso. Non è così. Passano pochi anni e nuovi studi confermano l'operato della scienziata newyorkese, arrivando a stimare il numero di virus che caratterizzerebbero gli oceani di tutto il pianeta: 1.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000. È un numero a dir poco esorbitante, imparagonabile a qualunque altra forma vivente. Immaginando di metterli tutti in fila si arriverebbe a ottenere una coda lunga 200 anni luce. Mettendoli, invece, su una bilancia arriverebbero a pesare l'equivalente di 75 milioni di balene blu. «Sono organismi che si adattano a ogni ambiente» spiega Roberto Danovaro, direttore del Dipartimento di scienze del mare presso l'Università della Marche, «li troviamo, infatti, in tutti gli oceani anche a profondità considerevoli, comprese le fosse oceaniche profonde 11mila metri. Non solo. Scavando per vari metri sotto i sedimenti, compaiono ancora forme di vita virale, dove nessun altro organismo potrebbe resistere ad eccezione dei procarioti da essi infettati». Alla luce di ciò viene facile pensare che i nostri mari possano essere infestati dai virus e che per il nostro benessere sia necessario starne alla larga il più possibile. In realtà non serve a nulla evitare di andare al mare e fare il bagno, poiché solo una minuscola frazione di virus marini è realmente in grado di infettare l'uomo. Gran parte della loro attività biologica, infatti, interferisce con i batteri e gli archea, organismi microscopici, diffusissimi ovunque. Gli studiosi hanno calcolato che in un secondo i virus sono in grado di infettare miliardi di volte un batterio, ogni giorno uccidendone circa la metà di tutti quelli che popolano gli oceani del pianeta. Negli oceani terrestri avvengono 1023 infezioni da virus al secondo. La scoperta dei primi batteriofagi – virus che infettano i batteri (e gli archea) – risale agli studi di Felix d'Herelle, celebre medico e batteriologo canadese che nella prima metà del Ventesimo secolo propose di curare l'uomo tramite la somministrazione di virus nell'organismo, al posto degli antibiotici. La sua proposta venne boicottata perché il giro industriale degli antibiotici era molto più proficuo, benché il medicinale avesse più controindicazioni dei farmaci virali. Nel 1917 scoprì la loro azione studiando i corpi feriti dei soldati francesi e per la prima volta fece luce su una realtà tassonomica estremamente eterogenea e diversificata. Gli studi di Proctor, dunque, confermano i suoi lavori e la sua lungimiranza perennemente osteggiata. 

Virus antartici

Il peso dei virus a livello biologico e ambientale è importantissimo. I fagi marini, in particolare, influenzano direttamente l'ecologia e le dinamiche biologiche della Terra. Tengono sotto controllo gli habitat e la proliferazione batterica e addirittura contribuiscono al benessere dell'uomo. È il caso del colera, malattia veicolata da batteri chiamati Vibrio che trovano la loro dimora ideale fra le acque terrestri. Il nome deriva da vibrioni, e si riferisce a batteri gram-positivi (che assumono una tinta violetto, dopo essere stati sottoposti alla colorazione di Gram, necessaria per studiarli meglio), in grado di respirare con o senza la presenza di ossigeno e di muoversi grazie all'azione di un flagello polare. I Vibrio cholerae (distinguibili dai Vibrio parahaemolyticus e dai Vibrio alginolyticus, responsabili di altre malattie) vengono normalmente parassitati dai fagi: il batteriofago attacca il batterio fissando le sue fibre su un punto preciso della superficie batterica, contraendosi e iniettando il suo acido nucleico. Con la fine del ciclo parassitario la popolazione di Vibrio esplode e si ha la classica epidemia di colera. I virus a questo punto si moltiplicano a grande velocità - superando quella dei batteri, che vengono così distrutti - debellando la pestilenza. Questo, in realtà, è solo uno fra i tanti meccanismi messi in atto dai virus, interagendo con l'attività batterica. In molti casi essi contribuiscono a regolare il clima. Molti cianobatteri e alghe microscopiche svolgono un'azione fotosintetizzante cospicua, fornendoci circa metà dell'ossigeno che respiriamo; alcuni organismi secernano quantità considerevoli di solfuro dimetile, molecola che, partecipando alla formazione delle nubi, facilita l'albedo (riflessione solare), contrastando il surriscaldamento globale; i microbi inoltre assorbono e rilasciano CO2, responsabile primario dei gas serra. Sicché, interferendo con essi, i fagi, indirettamente, regolano tutto ciò che su scala macroscopica avviene nell'atmosfera e nei fondali marini, dove il cibo è più scarso. Presi, invece singolarmente, l'attività di questi microrganismi, determina il rilascio annuale nella catena alimentare di una quantità di carbonio compresa fra 0,37 e 0,63 miliardi di tonnellate di carbonio, garantendo la sopravvivenza di numerose specie. «Sono dati preliminari che richiedono ulteriori ricerche», dice Danovano, «tuttavia è certo che l'attività dei virus può esser determinante per l'equilibrio climatico del pianeta». I virus marini stupiscono anche per la loro incredibile variabilità genetica. I geni di un uomo e quello di uno squalo sono relativamente simili e si possono fare senza problemi dei paragoni. Situazione che perde completamente di significato se rapportata alla realtà genetica dei virus. Uno studio condotto alle Bermuda ha, in particolare, messo in evidenza 1,8 milioni di geni virali, di cui solo il 10% assimilabili a quelli di piante e animali; il restante 90% è assolutamente nuovo per la scienza. In 200 litri di acqua marina gli scienziati ritengono di poter distinguere circa 5mila genotipi (assimilabili a 5mila specie) virus geneticamente diversi; in un chilogrammo di sedimento marino si arriva a un milione di tipi. Questa eccezionale ricchezza genotipica è dovuta alla loro attitudine di infettare organismi diversissimi fra loro, con caratteristiche evolutive profondamente diverse. Per compiere la loro azione parassitaria-predatoria si sono ultraspecializzati, diversificandosi notevolmente fra loro.