INTERVISTA AL MICROBIOLOGO FABRIZIO CAPPA “L'idea è nata ...

NUMERO 2 – MESE DI GENNAIO
INCONTRO CON LA SCIENZA: Batteri “anti-­‐smog” scoperti da due studiosi piacentini nei ghiacciai dello Stelvio
INTERVISTA AL MICROBIOLOGO FABRIZIO CAPPA
“L’idea è nata per pura curiosità, torneremo su quelle montagne, speriamo di trovare i finanziamenti”
“Nei ghiacciai dello Stelvio vive un batterio capace di degradare alcuni composti inquinanti. Lo hanno scoperto i
microbiologi dell'Università Cattolica di Piacenza, che da tre anni studiano i microrganismi dei ghiacciai alpini.”
Questa incredibile notizia, letta in classe, ha solleticato la nostra curiosità. Contattato lo scienziato Fabrizio
Cappa dell’Università Cattolica di Piacenza, gli abbiamo rivolto alcune domande. Al termine dell’intervista, sotto
riportata, abbiamo avuto in regalo “un'immagine ricordo” (come l’ha definita proprio lo scienziato Cappa) dei
batteri trovati. A noi, non è rimasto che ringraziare per le esaurienti risposte e sperare di veder pubblicati, al più
presto, tutti i dettagli di questa ricerca sulle migliori riviste scientifiche con tutti i dovuti riconoscimenti.
Ci racconta in breve la scoperta e
l’esperienza fatta con il collega Pier
Sandro Cocconcelli, il come ed il
perché?
“L'idea della ricerca è nata per pura
curiosità di ricercatori. Noi lavoriamo da
anni sulla microbiologia degli alimenti,
ed il sottoscritto (Fabrizio Cappa) da un
po’ di tempo, ha iniziato ad occuparsi
anche di microbiologia ambientale.
Abbiamo svolto diverse ricerche sui
formaggi di malga in diverse aree
dell'arco alpino e più volte quando
eravamo agli alpeggi a campionare,
guardando i ghiacciai ci siamo chiesti
quale mondo microbico questi potessero
racchiudere. La passione comune per la
montagna e dell'alpinismo che pratico da
anni, hanno dato la spinta a provare ad
esplorare questo mondo "microbico "
nuovo per noi.”
Questa scoperta è stata casuale o la
spedizione tra le nevi dello Stelvio è
stata organizzata proprio con questo
scopo?
“La spedizione è stata organizzata
esattamente per prelevare campioni di
ghiaccio e studiare i microrganismi
eventualmente presenti nel ghiacciaio.
Esiste già un'ampia bibliografia sulle
popolazioni microbiche del mondo
glaciale di altre zone del pianeta quali
Artico, Antartide, Himalaya.
Lo Stelvio è stato scelto perché facilmente
raggiungibile e facile da organizzare da
un punto di vista logistico. I risultati che
stiamo ottenendo sono molto interessanti
ed alcuni possiamo dire un po’ inattesi,
ma non del tutto.
Mi spiego meglio: quando ci siamo trovati
sul ghiacciaio ci siamo resi conto che
l'area non era propriamente un'oasi di
"wilderness", era invece un'area che
risentiva palesemente della presenza
antropica dovuta agli impianti di sci
estivo. Da questa osservazione sul campo
è nata anche l'idea di verificare nel
ghiaccio la presenza di molecole
inquinanti e provare in laboratorio se i
microrganismi che vivono in quel
ghiacciaio sono in grado di nutrirsi delle
In matematica, cos’è l’infinito? Per
spiegare meglio questo argomento
userò un esempio pratico: "Un
uomo, occupato a contare 10 ore al
giorno per 50 anni della sua vita -­‐
osservava il matematico e filosofo
Federigo Enriques -­‐ arriverebbe
pressappoco a un miliardo". Ciò è
ben poco, in quanto la nostra mente
può facilmente concepire numeri
molto più grandi. Del resto,
nell'idea stessa del contare è insita
la possibilità di enunciare una
sequenza infinita di numeri, basta
aggiungere "più uno" a qualunque
numero per ottenerne uno
maggiore. In altre parole, non esiste
un ultimo elemento e proprio in
questo risiede il concetto d’infinito
Giornale dell’IPSIA Leonardo Da Vinci di Piacenza – Esente da Autorizzazione (C.M.P. 242 del 2-­‐9-­‐1988)
molecole che abbiamo trovato
largamente presenti nel ghiacciaio.”
Quali tra le specie microbiche
menzionate è quella che si nutre delle
sostanze inquinanti?
“Abbiamo trovato molte specie che sono
affini o "parenti stretti" di specie già
isolate nell'Artico ed in Antartide dove da
molti più anni si portano avanti ricerche
inerenti all'ambiente glaciale. Non posso
al momento dare troppi risultati nel
particolare perché non ancora pubblicati,
comunque microrganismi quali
Pseudomonas, Rhodopseudomonas,
Actinobacteria, Arthrobacter, ecc.
E' difficile fare una descrizione in
generale di tutte queste specie
microbiche. Sicuramente ciò che appare
subito evidente, caratteristica che le
accomuna, è l'incredibile capacità di
vivere e moltiplicarsi a 2-­‐4°C sopra lo
zero termico. Questa attività vitale e
cellulare richiede però i suoi tempi. Per
coltivare molte di queste specie talvolta
sono necessarie anche 5-­‐6 settimane di
incubazione.”
Come fanno questi batteri a
"mangiare" lo smog?
“Purtroppo questi microrganismi non
mangiano lo smog! Questa imprecisione è
dovuta alla libera iniziativa del
giornalista. E' vero però che alcuni di
questi sono in grado di degradare alcune
delle molecole inquinanti che abbiamo
trovato nel ghiacciaio.
Tra queste, in particolare, dopo analisi
chimica dell'acqua di fusione, abbiamo
trovato alte quantità di fenantrene, un
composto derivato del petrolio e dei PCBs.
La loro presenza nel ghiacciaio può
essere dovuto sia all'inquinamento
atmosferico che alla presenza degli
impianti di risalita e dei mezzi per la
pratica dello sci estivo. I microrganismi
sono in grado di degradare queste
molecole perché si nutrono di esse.
In particolare posseggono delle vie
metaboliche specifiche legate all'enzima
monossigenasi e diossigenasi che
permettono la loro degradazione ed
utilizzo al microrganismo per scomporre
la molecola inquinante e nutrirsi di essa.”
Quali esami di laboratorio sono stati
effettuati per verificarlo?
“Sono state effettuate delle prove a bassa
temperature, facendo crescere i
microrganismi isolati dal ghiaccio in un
terreno colturale minimo in cui l'unica
fonte di carbonio disponibile è la
molecola inquinante. La soluzione è poi
stata analizzata tramite tecnica
cromatografica per controllare se la
quantità di inquinante rimaneva costante
o diminuiva nel tempo.
Al termine della prova il fenantrene
veniva completamente degradato.”
Sopra i 3000 metri di quota si pensa
di respirare aria pura, come mai a
tale altezza sono state trovate
sostanze inquinanti?
“Come ho risposto sopra,, su questo
ghiacciaio sono presenti impianti e mezzi
per lo sci estivo.
Queste molecole, però, potrebbero essere
benissimo presenti perché trasportate
per azione eolica e con le precipitazioni
da aree industrializzate ad alto
inquinamento atmosferico quali la
pianura padana. Il ghiaccio poi fa il resto
perché diviene un perfetto sistema di
conservazione ma purtroppo anche di
rilascio quando fonde.”
I batteri trovati sullo Stelvio vivono
solo a bassissime temperature o
anche a bassissime temperature?
“Alcuni vivono solo a basse temperature,
gli pscirofili, altri sono invece psicrotrofi,
cioè possono anche crescere a basse
temperature, quali ad esempio gli
Pseudomonas.”
Se portati a temperature più alte,
possono sopravvivere lo stesso?
Eventualmente, fino a quale
temperatura?
“Molti microrganismi psicrofili crescono
fino a 20-­‐25°C, già a 30°C non crescono
più. Diverso invece è per gli psicrotrofi
che a 30°C crescono anche più
velocemente.”
Si potrebbe pensare di utilizzarli, per
esempio, per risolvere il grave
problema dell'inquinamento dell'aria
“INFINITO O NON INFINITO ?”
potenziale, cioè nell'idea di poter
procedere sempre oltre. L'infinità
potenziale è caratteristica del
nostro modo di concepire lo spazio
e il tempo come un cubo sempre
accrescibile o come un segmento
indefinitamente prolungabile. Non è
detto però che l'infinità potenziale
sia necessariamente caratteristica
dello spazio e tempo reali.
Consideriamo, ad esempio, la
successione dei numeri naturali:
essa è composta da una quantità
inesauribile di elementi. si può
andare sempre avanti, senza fine,
perché si può aggiungere sempre
una unità. Si tratta di una
successione infinita discreta: fatto
un passo, è ben chiaro quale deve
essere il successivo. Diverso è il
caso della retta: qui la successione
infinita è continua, in quanto,
arrivati a un certo punto, non ha
senso parlare del punto ad esso
immediatamente successivo, perché
tra un punto e un altro che lo segue
ci sono sempre infiniti punti che
formano un segmento anch'esso
continuo, infinitamente divisibile in
parti, esse stesse continue. Qui
sembra ci sia qualcosa in più della
possibilità di andare avanti
all'infinito: passando dal punto P a
un punto successivo Q, sembra che
si passi attraverso infiniti punti.
Per duemila anni, l'idea dominante
nel pensiero occidentale è stata
l'idea aristotelica di un infinito
Immagine dei batteri anti-­‐smog trovati nei ghiacciai dello Stelvio
FOTO CONCESSA dal LABORATORIO DI MICROBIOLOGIA
dell’Università Cattolica di Piacenza
o delle acque, quando si verificano
incidenti con le petroliere?
“Per l'inquinamento dell'aria,, non c'è
ancora una reale applicazione.
Per inquinamenti di acque o di altre zone
contaminate da sversamenti di petrolio
invece ci sono già sistemi di risanamento
microbiologico, detti bioremediation.
Questi microrganismi da noi trovati sono
interessanti perché potrebbero essere
utilizzati a basse temperature quando
altre specie microbiche sono inefficaci.”
I batteri delle carote di ghiaccio che
avete trasportato a Piacenza, in che
stato di "salute" erano? Erano vivi,
morti, addormentati, in stato
vegetativo?
“Buona parte delle specie che noi
abbiamo identificato non possiamo
sapere se erano vive o morte, perché
l'identificazione è stata fatta analizzando
il DNA ottenuto dal campione di ghiaccio.
Alcuni di essi, però, siamo riusciti a
coltivarli, con molta pazienza, anche con
6 settimane di incubazione.
Sicuramente nei campioni erano presenti
molte altre specie che non siamo riusciti
a far crescere perché l'ambiente ricreato
in laboratorio non è idoneo. Questo è
ancora uno dei problemi da risolvere
nella microbiologia, in quanto è una
piccola percentuale circa l'1% dei
microrganismi presenti sulla terra che
noi microbiologi riusciamo a coltivare.”
Quali applicazioni pratiche si
potenziale: l'infinito non può essere
raggiunto e non ammette nessun al
di là. La sua esistenza, tuttavia,
impedisce di attribuire un limite
finito allo spazio, che viene invece
pensato come dotato di un limite
che si può "allontanare" all'infinito.
Si può tendere verso l'infinito, ma
non è possibile raggiungerlo. Si
tratta dunque di un infinito pensato
come un finito in espansione non
limitata. Per questo Aristotele
affermava: "L’infinito è dunque il
contrario di quel che se ne dice; non
ciò al di fuori di cui non c'è niente,
ma ciò al di fuori di cui c'è sempre
qualcosa di nuovo quanto alla
quantità”.
Andrei Liviu Cojea
potrebbero ipotizzare in relazione
alla vostra scoperta?
“La prima applicazione pratica è provare
se queste specie sono utilizzabili per il
risanamento a basse temperature, come
l’ambiente glaciale, di aree inquinate da
sversamenti di idrocarburi.”
Pensa di ritornare su quelle
montagne, per altri campionamenti?
“Certamente, torneremo e speriamo di
trovare i finanziamenti per allargare gli
orizzonti.”
A quelle altitudini, quali altri tipi di
organismi sono stati trovati?
“Noi abbiamo campionato a 3000 metri
circa. Altri organismi "residenti" nel
ghiaccio sono lieviti, muffe, pollini ed in
estate qualche insetto o artropodi che si
lasciano trasportare dal vento. Se ci si
avvicina alle rocce, allora si trovano
anche muschi e licheni.”
Poiché questi batteri si trovano a
temperature bassissime, potrebbero
essere anche nei nostri frigoriferi?
“Alcuni si, altri no. Mi spiego meglio.
Nei nostri frigoriferi si trovano
microrganismi affini, appartenenti allo
stesso genere, ma non esattamente alla
stessa specie. Esempi possono essere
Pseudomonas ed Arthrobacter.”
Se ingeriti, potrebbero essere
dannosi?
“Al momento non abbiamo indicazioni di
batteri patogeni.”
Classe 2 BMTB
Il “selvaggio” legge “IL SELVAGGIO”
di E. Alihodzic
La seconda pagina di questo numero è dedicata interamente alla pubblicità del servizio civile volontario. L’IPSIA “LEONARDO DA VINCI” di Piacenza ha aderito al
Progetto “PROMOZIONE E SENSIBILIZZAZIONE DEL SERVIZIO CIVILE”: questo darà a tutti l’occasione di imparare qualcosa di più sull’argomento, attraverso incontri
con esperti, e, per alcuni ragazzi, anche di “provare” com’è la vita dei volontari. Nelle prossime edizioni, i nostri inviati sul “campo” ci racconteranno le loro esperienze.