Impatto dell’estrazione mineraria negli ambienti marini profondi sull’interazione tra virus e procarioti coinvolti nel ciclo dell’azoto

La crescente domanda per le risorse minerarie ha spinto molti paesi a rivolgere l’attenzione verso depositi presenti negli ecosistemi marini profondi come possibile fonte alternativa di materie prime. In particolare, i noduli polimetallici presenti negli ambienti marini profondi suscitano grande interesse dal punto di vista economico, essendo distribuiti su grandi aree e particolarmente ricchi di metalli, tra cui terre rare di grande valenza per l’industria high tech. La Clarion Clipperton Fracture Zone (CCZ), situata nell’oceano Pacifico, rappresenta l’area di maggiore interesse data l’elevata densità di noduli presenti e per tale ragione diversi paesi europei ed extraeuropei hanno ottenuto licenze dall’International Seabed Autority (ISA) per un possibile sfruttamento futuro. A fronte di ciò, diversi studi hanno evidenziato che le attività di sfruttamento minerario in ambiente profondo possono determinare significative alterazioni della biodiversità e struttura di comunità dei metazoi bentonici (dalla meio alla megafauna), ma ancora poco si conosce sugli effetti di tali attività sulle comunità microbiche, nonostante il loro ruolo chiave nel ciclo del C e nella rigenerazione dei nutrienti. Questo studio si è posto l’obiettivo di fornire nuove informazioni sugli effetti dovuti alla rimozione dei noduli polimetallici attraverso l’utilizzo di un prototipo di tipo industriale nella CCZ sulle comunità microbiche bentoniche, focalizzando l’attenzione sulle interazioni tra virus e batteri coinvolti in alcuni dei principali processi del ciclo dell’azoto. In particolare, sono stati analizzati i potenziali cambiamenti a brevissimo (poche ore dopo) e medio termine (1,5 anni) dovuti alle attività di mining su abbondanza e produzione virale attraverso microscopia ad epifluorescenza e su abbondanza di geni 16S rDNA (come proxy del numero di cellule procariotiche) e di geni coinvolti in diversi processi del ciclo dell’azoto (i.e. azoto fissazione, ossidazione dell’ammoniaca, denitrificazione). I risultati ottenuti indicano che nel breve termine la rimozione dei noduli polimetallici causa una significativa diminuzione del numero di copie di 16S rRNA batterico e dei geni funzionali coinvolti nel ciclo dell’azoto e un potenziale shift della pressione virale dai batteri agli archaea. Dopo 1,5 anni dalle attività di rimozione dei noduli, l’abbondanza dei geni analizzati, generalmente presenta valori simili o più elevati di quelli osservati prima del mining. Tuttavia, l’importanza relativa dei geni funzionali coinvolti nel ciclo dell’azoto risulta profondamente alterata, con una dominanza quasi totale dei geni coinvolti nei processi di denitrificazione. In conclusione, i risultati di questo studio evidenziano che le attività di deep-sea mining, modificando le relazioni tra virus e procarioti e determinando una diminuzione nell’abbondanza relativa dei procarioti responsabili della fissazione dell’azoto e dell’ossidazione dell’ammoniaca, possono avere significative conseguenze sul funzionamento del più grande ecosistema della Terra.