E se i batteri riuscissero a convivere nonostante abbiano poco cibo a disposizione proprio perché imparano, per così dire, a “mangiarsi gli scarti” a vicenda? È quello che hanno osservato alcuni ricercatori in uno studio pubblicato su PNAS, dove quattro specie batteriche sono riuscite a vivere insieme in condizioni diverse grazie a uno scambio continuo di sostanze. Il meccanismo si chiama cross-feeding, che possiamo tradurre come “alimentazione incrociata”. Il principio è abbastanza semplice: un batterio utilizza una sostanza per crescere e, durante questo processo, produce altre molecole che non gli servono. Quelle stesse molecole possono però essere utilizzate da un altro batterio e quest'ultimo, a sua volta, può produrre qualcosa che servirà a una terza specie.
È un po' come una catena in cui quello che per uno è uno scarto può diventare una risorsa per qualcun altro. I ricercatori hanno messo insieme quattro specie di batteri e le hanno osservate in diversi ambienti, cambiando di volta in volta le sostanze nutritive disponibili. L'obiettivo era capire se la comunità sarebbe rimasta stabile oppure se, alla fine, una specie avrebbe prevalso sulle altre. Il risultato è stato sorprendente. Le quattro specie sono riuscite a convivere in 31 diverse condizioni nutrizionali, anche quando era disponibile una sola risorsa. In ulteriori esperimenti, i ricercatori hanno cambiato la quantità di nutrienti e il modo in cui venivano messi a disposizione, anche in queste condizioni la comunità è rimasta in gran parte stabile. La spiegazione sembra essere proprio nel modo in cui i batteri si dividono il lavoro.
Ogni specie ha infatti un metabolismo diverso, alcuni batteri sono più bravi a utilizzare determinate sostanze, mentre altri riescono a sfruttare meglio i prodotti che rimangono dopo queste trasformazioni. Così una sostanza iniziale può passare attraverso diversi batteri e trasformarsi lungo il percorso in nuove fonti di nutrimento. Questo significa che l'ambiente non rimane uguale a come era all'inizio. Sono gli stessi batteri a modificarlo mentre vivono e crescono. Ed è qui che arriva l'aspetto più interessante della ricerca. Normalmente si potrebbe pensare che, quando il cibo è poco, le specie debbano necessariamente competere fino a quando alcune vengono eliminate. In realtà non è sempre così. Se i batteri riescono a utilizzare risorse diverse e, soprattutto, a sfruttare ciò che producono gli altri, possono trovare un modo per convivere. In pratica, la presenza di una specie può creare nuove possibilità di crescita per un'altra.
Lo studio aiuta quindi a capire meglio perché in natura esistano comunità formate da moltissime specie di microrganismi. Basti pensare ai batteri che vivono nel terreno, nell'acqua o all'interno dell'intestino: non sono organismi isolati, ma fanno parte di comunità in cui milioni di microrganismi si influenzano continuamente; Naturalmente, questo non significa che i batteri vadano sempre d'accordo. La competizione esiste e rimane una parte importante della vita microbica. Ma la ricerca mostra che, accanto alla competizione, può esserci anche una forma di collaborazione involontaria: un batterio produce qualcosa che un altro riesce a utilizzare e questo permette alla comunità di continuare a vivere. La scoperta potrebbe essere utile anche per capire meglio il funzionamento del microbioma, l'insieme dei microrganismi che vivono in determinati ambienti, compreso il nostro organismo. Il sistema studiato dai ricercatori è molto più semplice rispetto al microbioma umano, che comprende un numero enorme di specie e di interazioni. Tuttavia, capire come alcune comunità riescano a mantenersi stabili può aiutare gli scienziati a comprendere meglio anche sistemi molto più complessi.
In futuro, queste conoscenze potrebbero inoltre essere utilizzate per costruire comunità di batteri in laboratorio, scegliendo specie che siano in grado di sostenersi a vicenda. Una possibilità che interessa, tra gli altri, la ricerca sui microbiomi sintetici. Per ora, però, il risultato più curioso è anche il più semplice da capire: in una comunità batterica, quello che per uno è uno scarto può diventare il nutrimento dell'altro. E proprio questo continuo scambio può permettere a specie diverse di vivere insieme anche quando le risorse sembrano poche. Quattro batteri, quindi, non necessariamente quattro rivali. A volte, per sopravvivere, può bastare imparare a sfruttare quello che lascia il vicino.