Prevalenza delle specie di Bacillus nel patrimonio culturale litico della Chiesa rupestre di Santa Lucia alle Malve

Un mondo nascosto all’interno di un’antica chiesa di pietra

I visitatori della chiesa scalfita nella roccia di Santa Lucia alle Malve a Matera, nel Sud Italia, sono solitamente attratti dai suoi affreschi secolari e dalla sua architettura che ricorda una grotta. Tuttavia, appena sotto la pittura scrostata e il calcare consumato si trova un vivace mondo invisibile di batteri. Questo studio apre una finestra su quella vita nascosta, mostrando come una manciata di microrganismi resistenti plasmi silenziosamente il destino di questo monumento inserito nell’elenco UNESCO — talvolta minacciandone la superficie, talvolta potenzialmente contribuendo a proteggerla.

Una città di pietra scolpita nella scogliera

Santa Lucia alle Malve fa parte del famoso paesaggio rupestre di Matera, dove case e chiese sono scavate direttamente nelle dolci pareti calcaree. Le pareti interne della chiesa sono decorate con pitture fragili ma presentano anche striature di scolorimento, muschi, alghe e altri segni di degrado. Poiché l’edificio è interamente ricavato nella roccia, con poca luce solare diretta e umidità persistente che filtra attraverso il pietrame, offre un rifugio stabile, fresco e umido per i microrganismi. Fino a oggi nessuno aveva mappato in dettaglio quali batteri vivano effettivamente su queste superfici interne di pietra, sebbene comprendere queste comunità sia cruciale per preservare le opere d’arte che rivestono e che talvolta erodono.

Leggere l’impronta microbica

I ricercatori hanno affrontato il problema in due modi. Innanzitutto hanno prelevato minuscoli raschi e tamponi da quattro punti sulle pareti interne della chiesa e hanno utilizzato metodi basati sul DNA per leggere i “codici a barre” batterici presenti in ciascun campione. Questo sondaggio metagenomico ha mostrato un dominio schiacciante di un gruppo batterico: i Bacillota, e in particolare il genere Bacillus. Oltre il 99% delle letture genetiche apparteneva a questo gruppo, con solo una sparuta presenza di altri batteri rilevati. In secondo luogo, il team ha coltivato batteri vivi dai campioni in laboratorio ed esaminato le loro forme, i comportamenti e le sequenze genetiche. Sono stati isolati e studiati in profondità sette ceppi rappresentativi, rivelando che quasi tutti erano stretti parenti appartenenti a due cluster: il gruppo Bacillus cereus e il gruppo Bacillus licheniformis.

Stessi geni, personalità diverse

A prima vista, questi ceppi di Bacillus che abitano le pareti sembrano molto simili dal punto di vista genetico; diversi condividono sequenze quasi identiche in un gene marcatore standard usato per l’identificazione. Tuttavia, a un esame più approfondito, ogni ceppo si comporta in modo leggermente diverso. Gli scienziati hanno testato come si muovono, quali fonti di nutrimento utilizzano, quali enzimi producono e se sono in grado di formare spore resistenti e dormienti. Nonostante il DNA quasi coincidente, i ceppi hanno mostrato “personalità” distinte in questi test. Ciò suggerisce che la superficie di pietra ospiti una comunità con bassa variabilità genetica ma ricca di diversità funzionale, capace di svolgere molte reazioni chimiche diverse che possono influenzare l’invecchiamento della roccia e degli affreschi nel tempo.

Inaspettati killer di insetti e tracce umane

Tra gli isolati, due si sono distinti: producevano minuscoli cristalli proteici accanto alle loro spore, un tratto distintivo di Bacillus thuringiensis, un batterio ampiamente usato come insetticida naturale. Questi cristalli contengono proteine in grado di uccidere determinate larve di insetti, rendendo sorprendente la presenza di tali ceppi nell’interno della chiesa, poco illuminato e relativamente povero di insetti. La loro scoperta supporta l’idea che questi batteri possano avere stili di vita alternativi, possibilmente vivendo in associazione con piante o altri organismi invece di dipendere esclusivamente dagli insetti. Un’altra specie isolata, Staphylococcus warneri, è più nota come abitante innocuo della pelle umana. La sua comparsa sulle superfici di pietra suggerisce un “impronta” microbica lasciata dai visitatori, mostrando che il turismo rimodella sottilmente i residenti microscopici della chiesa.

Cosa significa questo per la protezione del passato

Per i non specialisti preoccupati per la sicurezza della visita al sito, i risultati sono rassicuranti: il mix batterico sulle pareti non indica rischi sanitari seri per i turisti. Per i conservatori, però, il quadro è più complesso. Il dominio delle specie di Bacillus formanti spore aiuta a spiegare perché i microrganismi persistono così ostinatamente nell’ambiente severo della pietra, e i loro tratti variabili suggeriscono che potrebbero contribuire a un lento danno superficiale oppure, nelle condizioni giuste, aiutare a stabilizzare la pietra formando strati minerali protettivi. Mostrando esattamente quali microrganismi sono presenti e come si comportano, questo studio getta le fondamenta essenziali per future strategie che possano sfruttare batteri utili, limitare quelli dannosi e proteggere meglio le delicate opere d’arte di Santa Lucia alle Malve per le generazioni future.

Citazione: Santacroce, M., Baranek, J., Adamski, Z. et al. Prevalence of Bacillus species in the lytic cultural heritage of Santa Lucia alle Malve Rupestrian Church. Sci Rep 16, 12992 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-41655-4

Parole chiave: microbiologia del patrimonio culturale, biodeterioramento della pietra, comunità di Bacillus, chiese rupestri, bioprotezione dei monumenti