Halomonas titanicae: il batterio che farà scomparire il Titanic

Il naufragio del RMS Titanic durante il suo viaggio inaugurale è divenuto uno dei disastri più tristemente famosi della storia umana. Il transatlantico si inabissò nel Nord Atlantico la notte tra il 14 e il 15 aprile 1912 in seguito alla collisone con un iceberg, portandosi dietro più di 1.500 vite tra passeggeri e membri dell’equipaggio^[1]. Il relitto del Titanic, spezzatosi in due tronconi durante l’affondamento, fu ritrovato nel 1985, a circa 3.800 m di profondità al largo dell’isola di Terranova^[1]. Nel 2010, in seguito all’analisi di campioni raccolti sulla nave in una spedizione del 1991, un gruppo di scienziati ha scoperto che il relitto è ora popolato da una specie batterica mai osservata prima e rinominata, appunto, Halomonas titanicae^[1-3].

Descrizione di Halomonas titanicae

Halomonas titanicae è un batterio Gram-negativo (ossia, che in seguito alla colorazione di Gram appare rosa-rosso) e alofilo (ossia, che è in grado di sopportare elevate concentrazioni di sale nell’ambiente). Le sue cellule sono a forma di bastoncello, utilizza flagelli per il movimento e le sue colonie crescono su superfici metalliche^[2]. Questo microrganismo può sopportare un intervallo di temperatura che oscilla tra i 4 e i 42°C, mentre il pH ottimale è 7,0–7,5^[2].

Metabolismo

Nonostante lo studio di Halomonas titanicae sia difficoltoso a causa delle peculiari condizioni in cui cresce, ad oggi abbiamo compreso molti aspetti della sua fisiologia e del suo metabolismo.

Halomonas titanicae colonizza oggetti in acciaio sommersi in mare: non a caso, dopo la sua prima osservazione sui resti del Titanic, la specie è stata individuata sullo scafo anche di altri relitti sottomarini^[1]. La predilezione per questi particolari ambienti è legata al particolare metabolismo del batterio, che è stato selezionato durante l’evoluzione in quanto in grado di metabolizzare il ferro (Fe) in condizioni anaerobiche.

In particolare, il metabolismo del batterio porta alla riduzione del Fe(III) a Fe(II) attraverso il trasferimento di elettroni^[4]. Questo comportamento è stato osservato in condizioni di scarsa ossigenazione (quasi anaerobiche), come quelle che si ritrovano appunto alle elevate profondità in cui giace il Titanic. Al contrario, in condizioni aerobiche (quindi in presenza di ossigeno), Halomonas titanicae utilizza l’ossigeno (al posto del Fe(III)) come accettore finale di elettroni della catena respiratoria^[4].

Nel 2022, un particolare ceppo di Halomonas titanicae è stato isolato addirittura dal sedimento del campo idrotermale di Tangyin, nell’Okinawa, dove utilizza lo zolfo al posto del ferro, dato che questo elemento è presente in grande quantità negli ambienti idrotermali^[5].

Colonie di Halomonas titanicae sul relitto del Titanic

Le colonie di Halomonas titanicae che hanno invaso lo scafo del Titanic sono responsabili della formazione di strutture rugginose simili a stalattiti, chiamate rusticle, che sono una delle caratteristiche diagnostiche che attestano la presenza del batterio^{[1, 3]}. Infatti, tali formazioni si generano in seguito alla metabolizzazione del ferro da parte di Halomonas titanicae. Il risultato del metabolismo del batterio è la formazione di agglomerati ferrosi ad alto grado di porosità in cui viene inglobata anche acqua e in cui si crea ulteriore ambiente ideale per la crescita del batterio stesso^[1]. Recenti analisi hanno permesso di stimare che il peso dei rusticle presenti sul Titanic, nella sola sezione di prua, ammonta a circa 650 tonnellate^[1].

I rusticle, proprio a causa della loro porosità, sono strutture molto delicate che, con il passare del tempo, si sbriciolano e disperdono le particelle di ferro nell’ambiente circostante^{[1, 6]}. Questo comportamento è la principale causa del lento ma inesorabile deteriorando dell’intero scafo del famoso transatlantico. Secondo una recente indagine statistica, quest’opera di distruzione potrebbe portare al collasso del Titanic entro il 2030^[7].

Come fa Halomonas titanicae a proliferare sul fondo dell’oceano Atlantico?

Il successo di H. titanicae nella colonizzazione di un relitto ubicato a quasi 4.000 m di profondità sta nella sua capacità di sintetizzare i metaboliti necessari alla sopravvivenza in condizioni ambientali proibitive.

Tra le varie proteine utili a questo scopo, l’ectoina sembra avere un ruolo particolarmente rilevante per i microbi del Titanic^[5]. L’ectoina è una proteina presente in molti batteri estremofili (ossia quei microrganismi in grado di sopravvivere in condizioni estreme) e agisce contrastando la pressione osmotica dell’acqua ricca di sale in cui sono immersi^[5], ossia evitando l’eccessiva perdita di liquidi delle cellule. Grazie all’ectoina e ad altri composti organici, come la glicina, il trealosio e la prolina, Halomonas titanicae è in grado di regolare la sua osmolarità e di adattarsi al freddo e all’immane pressione che caratterizza il fondale in cui si trova^[5].

Halomonas titanicae e biotecnologie

Halomonas titanicae, grazie alla sue particolari “abitudini alimentari”, potrebbe trovare presto notevoli applicazioni in ambito biotecnologico. Gli esperti stanno infatti sviluppando progetti innovativi che prevedono l’utilizzo di tecnologie basate proprio su Halomonas titanicae per la dismissione di strutture finite in mare, come appunto i relitti, oppure per l’eliminazione di quelle sostanze inquinanti di natura ferrosa presenti, purtroppo, in grandi quantità negli oceani^{[1, 3]}.

Conclusioni

Halomonas titanicae è responsabile del lento ma inesorabile decadimento del relitto più famoso del mondo, ma la sua scoperta potrebbe rivelarsi un evento provvidenziale, in quanto questo, come anche altri microrganismi che vengono continuamente scoperti, potrebbero aprire nuove frontiere tecnologiche, soprattutto per quanto riguarda la lotta all’inquinamento, che è ormai diventata una delle priorità della società contemporanea.

Referenze

1. Laciniati, E. (2019). Halomonas titanicae: batterio killer sul Titanic. Close-up engineering – daily marine magazine;
2. Sánchez-Porro, C., et al. (2010). Halomonas titanicae sp. nov., a halophilic bacterium isolated from the RMS Titanic. International journal of systematic and evolutionary microbiology, 60(12), 2768-2774;
3. BBC news (2010). New species of bacteria found in Titanic “rusticles”. BBC.
4. Wang, Y. et al. (2021). Corrosion of EH40 steel affected by Halomonas titanicae dependent on electron acceptors utilized. Corrosion science, volume 182, 109263;
5. Du, R., et al. (2022). Heterotrophic sulfur oxidation of Halomonas titanicae SOB56 and its habitat adaptation to the hydrothermal environment. Frontiers in Microbiology, 13;
6. Flood, N. (2019). Rusticles and wrecks. Australian National Maritime Museum;
7. Live Science staff (2010). New species of rust-eating bacteria destroying the Titanic. Live Science.

Immagine di copertina della National Oceanic and Atmospheric Administration/Institute for Exploration/University of Rhode Island (NOAA/IFE/URI; Wikimedia Commons; Public Domain)