I vulcani sottomarini idrotermicamente attivi rappresentano gran parte del vulcanismo terrestre e sono hotspot biologici ricchi di minerali, tuttavia si sa molto poco sulle dinamiche della diversità microbica in questi sistemi. Questa settimana in PNAS , Reysenbach e colleghi, mostra che in uno di questi vulcani, Fratelli sottomarino vulcano ad arco, NE della Nuova Zelanda, la storia geologica e i percorsi dei fluidi idrotermali sotterranei testimoniano la complessità della composizione microbica del fondo marino, e fornire anche approfondimenti su come i processi del sottosuolo passati e presenti potrebbero essere impressi nella diversità microbica.

"I microbi nelle sorgenti termali di tutto il mondo ottengono la loro energia in parte dalla geochimica dell'acqua calda/fluidi. È lo stesso per le sorgenti calde del fondo marino del vulcano Brothers. Dal momento che i sistemi idrotermali influenzati dall'acqua di mare e dal gas magmatico coesistono a Brothers, abbiamo previsto che i microbi nei siti del cono magmatico attivo (IMAGE1) sarebbero stati molto diversi da quelli sulla parete della caldera (IMAGE 2) che sono in gran parte influenzati dall'acqua di mare modificata" ha affermato Reysenbach, Professore di microbiologia alla Portland State University. Ma quello che non si aspettavano era che ci sarebbero state anche due comunità microbiche molto diverse in stretta vicinanza l'una all'altra sulla parete della caldera.

Dalle recenti perforazioni e misurazioni geofisiche dell'International Ocean Discovery Program (IODP) ci sono prove che dopo il crollo della caldera vulcanica dello stratovulcano originale per formare l'attuale caldera, il primo sistema idrotermale magmatico fu sovrastampato da un sistema più dominato dall'acqua di mare. Gli autori mostrano che una delle comunità della caldera si allinea con i microbi provenienti dalle bocche idrotermali influenzate magmaticamente dal cono più recente che è cresciuto dal pavimento della caldera. È probabile che una combinazione di diversi assemblaggi minerali del sottosuolo intersecati dai fluidi idrotermali circolanti aiuti a formare comunità microbiche distinte sulla parete della caldera.

"Avendo studiato il vulcano Brothers per 20 anni, questo lavoro mi ha davvero sbalordito perché per la prima volta ho potuto unire i punti dai gas magmatici e dai fluidi idrotermali fino alle comunità microbiche", ha affermato il coautore Cornel de Ronde, Scienziato principale presso GNS Science, Nuova Zelanda.

Questo studio descrive anche più di 90 nuove famiglie batteriche e archeali, e quasi 300 generi precedentemente sconosciuti, evidenziando quanto poco sappiamo della biodiversità in questi sistemi e come la complessità della geologia del sottosuolo possa contribuire all'elevata biodiversità microbica. Per di più, questi siti comprendono molti microbi potenzialmente profondamente ramificati e simbionti il ​​cui studio prospettico si aggiungerà alla nostra comprensione dell'evoluzione della vita sulla Terra e delle interazioni che modellano le comunità del sottosuolo.

"Spero che questo lavoro incoraggi gli altri a vedere che la geologia, la geochimica e persino la geofisica possono effettivamente andare di pari passo con gli studi microbici. Devi solo tradurre le varie informazioni in una lingua che sia comprensibile a tutti, allora scoprirai nuovi paradigmi", disse de Rondò.