La coreografia floreale dei batteri. Credit: Xiong et al., ELife, 2020
in foto: La coreografia floreale dei batteri. Credit: Xiong et al., ELife, 2020

Quando due colonie di batteri di specie diverse vengono messe assieme su una piastra di coltura disegnano splendide coreografie floreali, vere e proprie opere d'arte plasmate dai loro movimenti. A scoprire e descrivere questa incredibile dote artistica dei batteri è stato un team di ricerca composto da scienziati del BioCircuits Institute (BCI) e del Dipartimento di Fisica dell'Università della California di San Diego, che si è avvalso della bioinformatica per capire in che modo questi microorganismi riescono a “dipingere fiori” sulle piastre di Petri.

Tutto è iniziato quando il biofisico computazionale Liyang Xiong dell'ateneo californiano lasciò nella stessa piastra di Petri colonie di due batteri con differenti abilità motorie; il rapido Acinetobacter baylyi, che grazie ai suoi peduncoli (pili) riesce a diffondersi in tutta la piastra con agarosio (il terreno di coltura e alimento base dei batteri in laboratorio) in sole 24 ore, e l'immobile Escherichia coli, recentemente balzato agli onori della cronaca poiché in grado di favorire lo sviluppo dell'infarto. Tornando al lavoro il giorno seguente, il ricercatore di origini cinesi si è imbattè in uno spettacolo mai visto prima, una incredibile coreografia floreale generata dalle due specie di batteri. “La bellezza del modello mi ha colpito e ho iniziato a chiedermi come le cellule batteriche potessero interagire tra loro per diventare artiste”, ha dichiarato Xiong in un comunicato stampa dell'Università della California.

Per rispondere a questa domanda, gli scienziati si sono rivolti al calcolo di un computer; inserendo i vari parametri legati alla motilità dei batteri, alle loro caratteristiche fisiche, al tasso di crescita e all'attrito sul substrato di agarosio, la simulazione ha permesso di svelare il segreto. In parole semplici, grazie ai loro pili, i rapidi Acinetobacter baylyi sono in grado di sollevare (letteralmente) gli Escherichia coli, spingendoli a danzare come in uno spettacolare duetto di pattinaggio artistico su ghiaccio. Le varie forme dei petali vengono “dipinte” in base alla concentrazione di Escherichia coli; dove ce ne sono di più la danza spericolata diventa un lentissimo valzer, tratteggiando petali di forma sempre diversa.

La ricerca coordinata da Xiong e dal collega Lev Tsimring non è stata finalizzata solo a comprendere le ragioni della dote artistica dei batteri; sapere infatti come si muovono nell'ambiente questi microorganismi, può aiutare gli scienziati a trovare metodi più efficaci per contrastarli. Basti pensare alle colonie batteriche combinate che si depositano su strumenti delicatissimi come pacemaker e cateteri creando un pericoloso biofilm, responsabile di infezioni anche molto gravi e potenzialmente fatali. I dettagli della ricerca sono stati pubblicati sulla rivista scientifica eLife.