Analisi metagenomica della diversità batterica, della resistenza agli antibiotici e dei profili funzionali nei campioni di carote di ghiaccio di due ghiacciai dell'Himalaya del Sikkim

Vita nascosta nel ghiaccio dell'Himalaya

In alto nell'Himalaya del Sikkim, ghiacciai che all'apparenza somigliano a fiumi di ghiaccio privi di vita custodiscono in realtà vivaci comunità microscopiche. Questo studio esplora quali tipi di batteri vivono intrappolati nei ghiacci di due ghiacciai himalayani, cosa fanno chimicamente e se portano geni di resistenza agli antibiotici che potrebbero avere rilevanza quando il ghiaccio si scioglie in fiumi che forniscono acqua alle popolazioni a valle.

Due ghiacciai sotto il microscopio

I ricercatori hanno trivellato carote di ghiaccio da due ghiacciai dell'Himalaya del Sikkim, chiamati Frey-Peak e Rathong. Hanno sezionato ogni carota lunga 1,5 metri in porzioni superiore, media e inferiore e poi hanno fatto sciogliere il ghiaccio in condizioni sterili. Utilizzando moderne tecniche di sequenziamento del DNA, hanno catalogato i batteri presenti e i geni posseduti da questi microrganismi. Contemporaneamente hanno misurato la chimica di base dell'acqua come il pH (quanto è acida o alcalina l'acqua di scioglimento), il contenuto di sali e tracce di metalli come sodio, magnesio, calcio, potassio e zinco.

Una folla di microrganismi amanti del freddo

Le carote di ghiaccio contenevano una sorprendente varietà di batteri: 37 gruppi principali, più di 600 generi e oltre 1.500 specie. Due ampi gruppi, noti come Pseudomonadota e Actinomycetota, dominavano la maggior parte dei campioni, con altri come Bacillota e Bacteroidota anch'essi comuni. Le sezioni superiore e media del ghiaccio contenevano in generale più tipi e numeri maggiori di batteri rispetto agli strati più profondi. Il ghiacciaio Frey-Peak risultava costantemente più diversificato di Rathong, risultato coerente con altri segnali che indicano che Rathong sta arretrando più rapidamente e ha subito cambiamenti ambientali più intensi.

Come la chimica modella la comunità del ghiaccio

Per capire perché alcuni microrganismi prosperano in certe parti, il gruppo ha confrontato i modelli batterici con la chimica misurata. Hanno scoperto che il pH era una delle influenze più forti su quali batteri fossero presenti, con condizioni leggermente acide o leggermente alcaline che favorivano gruppi diversi. Diversi metalli, tra cui sodio, magnesio, potassio, calcio e zinco, si correlarono anch'essi con i cambiamenti nella diversità batterica, specialmente negli strati superiori e intermedi. I modelli statistici hanno mostrato che questi fattori chimici contavano più delle differenze di temperatura tra i campioni, suggerendo che sottili variazioni nella chimica dell'acqua possono rimodellare la vita all'interno del ghiaccio.

Attività microbica intensa e resistenza silenziosa

Esaminando i geni presenti, gli scienziati hanno potuto dedurre le capacità funzionali dei microrganismi. Molti geni erano legati alla degradazione e alla sintesi dei componenti fondamentali della vita come amminoacidi, zuccheri, lipidi e molecole per il trasporto di energia. Sono stati trovati anche geni coinvolti nei cicli dell'azoto e dello zolfo, suggerendo che i batteri del ghiacciaio contribuiscono al riciclo di nutrienti chiave anche mentre sono congelati. Tra questi figuravano specie note per associare con le piante per fissare l'azoto, coerente con l'idea che i ghiacciai in ritiro espongono nuovi terreni dove tali partner sono utili. Allo stesso tempo, il ghiaccio ospitava un'ampia gamma di geni di resistenza agli antibiotici, specialmente nel ghiacciaio Frey-Peak. Questi geni erano associati alla resistenza a diverse classi di farmaci di rilievo, incluse aminoglicosidi, tetracicline, fluorochinoloni e macrolidi, e risultavano più fortemente collegati a tre grandi gruppi batterici.

Cosa potrebbe rilasciare il ghiaccio che si scioglie

Lo studio non afferma che questi geni stiano attivamente causando malattie alle persone oggi, e gli autori mettono in guardia che alcuni segnali potrebbero essere sovrastimati a causa dei limiti dei metodi attuali. Tuttavia, i risultati mostrano che i ghiacciai himalayani conservano sia batteri diversificati sia caratteri genetici per la resistenza agli antibiotici e per il ciclo dei nutrienti. Con l'accelerazione dello scioglimento glaciale dovuta ai cambiamenti climatici, questo serbatoio congelato di microrganismi, geni di resistenza e altri contaminanti può essere riversato nei fiumi di montagna. Per le comunità a valle, ciò significa che i ghiacciai non sono solo indicatori di un clima che si riscalda, ma anche potenziali sorgenti di nuove sfide biologiche e di sanità pubblica che meritano un monitoraggio più attento.

Citazione: Tamang, S., Sherpa, M.T., Najar, I.N. et al. Metagenomic analysis of bacterial diversity, antibiotic resistance, and functional profiles in the ice core samples from two glaciers of Sikkim Himalaya. Sci Rep 16, 15482 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-40915-7

Parole chiave: microbioma dei ghiacciai, resistenza agli antibiotici, ghiacciai dell'Himalaya, metagenomica, cambiamento climatico