Scoperta a Tarquinia: Il Moonmilk delle Tombe Etrusche Rivela l’Origine Microbica della Vita ?

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Scoperta a Tarquinia: Il Moonmilk delle Tombe Etrusche Rivela l’Origine Microbica della Vita

 

Primo studio al mondo dimostra che i depositi di carbonato di calcio nelle necropoli sono prodotti da comunità batteriche endolitiche

Una ricerca innovativa condotta nelle tombe etrusche della necropoli di Monterozzi a Tarquinia ha rivelato la prima evidenza scientifica che il moonmilk, uno speleotema di carbonato di calcio presente sulle pareti degli ipogei antichi, ha origine microbica e si forma all’interno delle rocce stesse[1].

Lo studio, pubblicato sulla rivista Biogeosciences e presentato nel 2024 dalla Dottoressa Teresa Rinaldi presso la sede del Circolo Speleologico Romano, rappresenta una scoperta fondamentale per la comprensione dei processi di biomineralizzazione e offre nuove prospettive per l’astrobiologia.

Moonmilk nelle Tombe Etrusche: Una Scoperta Scientifica Senza Precedenti

La ricerca, condotta da un team interdisciplinare dell’Università Sapienza di Roma e dell’Istituto di Biologia e Patologia Molecolari del CNR, ha analizzato per la prima volta il moonmilk presente in 12 tombe etrusche scavate in due tipi di rocce: calcarenite e arenaria ibrida[1].

Questo particolare speleotema, caratterizzato da una struttura a nanofibre di calcite, riveste le pareti e i soffitti delle tombe ipogee con una patina bianca che si è formata nel corso dei secoli.

Il moonmilk è stato individuato non solo sulla superficie delle rocce, come tradizionalmente osservato nelle grotte carsiche, ma per la prima volta anche all’interno delle rocce stesse, nei pori e nelle fratture della calcarenite e dell’arenaria ibrida[1].

Questa localizzazione interna rappresenta un fenomeno mai documentato prima nella letteratura scientifica speleologica.

Comunità Microbiche Endolitiche: I Veri Artefici della Precipitazione

L’analisi del sequenziamento del 16S rRNA ha rivelato che le comunità microbiche presenti nella calcarenite e nell’arenaria ibrida mostrano lo stesso profilo microbico del moonmilk campionato dalle pareti delle tombe[1].

I phyla dominanti identificati includono Actinobacteria, Bacteroidetes, Cyanobacteria, Firmicutes e Proteobacteria[1].

Particolare rilevanza assume il phylum Firmicutes, i cui membri, come il genere Lysinibacillus, presentano un’attività ureasica estremamente elevata che favorisce significativamente la precipitazione del carbonato[1].

Il processo metabolico coinvolge l’idrolisi dell’urea che produce carbammato, il quale si idrolizza spontaneamente formando ammoniaca e acido carbonico, con conseguente aumento del pH e precipitazione del carbonato di calcio in presenza di ioni calcio[1].

Processi di Biomineralizzazione e Organomineralizzazione nelle Rocce

L’analisi al microscopio elettronico a scansione delle sezioni sottili di calcarenite ha rivelato numerose strutture corrispondenti all’organomineralizzazione, con nanofibre che si originano da batteri incapsulati in una struttura di calcite[1].

Questo fenomeno, noto come “entombment” (seppellimento), è stato osservato sia nella calcarenite che nell’arenaria ibrida, suggerendo che si tratti di un processo comune.

Gli esperimenti di laboratorio hanno dimostrato che la calcarenite macinata, contenente l’intera comunità microbica, produce calcite quando presente in un mezzo contenente urea e cloruro di calcio, mentre la calcarenite sterilizzata non produce carbonato di calcio nelle stesse condizioni[1].

Questo conferma che le cellule devono essere metabolicamente attive per la calcificazione.

Caratteristiche Geologiche delle Rocce Ospitanti e Formazione degli Speleotemi

Le rocce della formazione del macco, risalenti al Pliocene medio-superiore, presentano due caratteristiche essenziali per la formazione del moonmilk: un alto contenuto di calcio (90-98% nella calcarenite e 49-59% nell’arenaria ibrida) e un’elevata porosità aperta (circa 43% per la calcarenite e 42% per l’arenaria ibrida)[1].

La porosità elevata è necessaria per lo scambio di fluidi e nutrienti in un ambiente oligotrofico e fornisce lo spazio per la colonizzazione microbica[1].

Le caratteristiche della porosità del substrato roccioso (vacuolare e moldica) indicano che i processi di dissoluzione prevalgono su quelli di precipitazione inorganica del carbonato.

Moonmilk come Biosignature: Implicazioni per l’Astrobiologia

La ricerca stabilisce che il moonmilk di calcite rappresenta l’unico speleotema carbonatico conosciuto sulla Terra con un’origine biogenica indubbia, costituendo quindi una robusta e credibile biosignature di vita[1].

La sua presenza nelle parti interne delle rocce aggiunge ulteriori caratteristiche distintive come indicatore biologico.

Questa scoperta ha implicazioni significative per la ricerca astrobiologica, poiché la co-evoluzione di minerali e microrganismi fornisce le basi per una ricerca inclusiva della presenza di vita su altri pianeti[1].

Il moonmilk è stato trovato anche in tubi lavici, dove le comunità microbiche sono simili a quelle presenti nel moonmilk originato dalla calcarenite, sollevando la possibilità di considerare il moonmilk come biosignature anche oltre le rocce carbonatiche terrestri[1].

Co-evoluzione tra Rocce e Microrganismi nella Speleologia

Lo studio evidenzia un esempio di co-evoluzione simbiotica in corso tra rocce e microrganismi: il moonmilk contribuisce all’evoluzione della roccia ricca di carbonato di calcio, mentre le caratteristiche fisico-chimiche della roccia ospitante modellano la comunità microbica residente che induce la deposizione del moonmilk[1].

La presenza di una comunità microbica residente nelle profondità delle rocce si è probabilmente evoluta insieme alle rocce nel corso del tempo geologico[1].

Questa prospettiva suggerisce che nessun habitat dovrebbe essere considerato estremo per la comunità microbica residente, e le rocce non dovrebbero essere considerate come un “rifugio” per sfuggire a condizioni ambientali estreme.

Metodologie Scientifiche e Tecniche di Indagine Speleologica

La ricerca ha impiegato un approccio multidisciplinare che include microscopia ottica a luce polarizzata, microscopia elettronica a scansione, analisi geochimiche e petrografiche, e sequenziamento metagenomico[1].

Le analisi di densità e porosità sono state effettuate utilizzando un picnometro ad elio Ultrapyc 5000 con un’accuratezza del 0,02%[1].

Il sequenziamento degli amplicon è stato eseguito sui prodotti PCR derivanti dalle regioni del 16S rRNA utilizzando la tecnologia Oxford Nanopore Technologies con un sequenziatore MinION[1].

La ricerca totale ha prodotto circa 15 Mb di dati, includendo campioni di moonmilk e rocce ospitanti.

Implicazioni per la Conservazione del Patrimonio Archeologico

La scoperta dell’origine microbica del moonmilk nelle tombe etrusche di Tarquinia, patrimonio UNESCO, apre nuove prospettive per la conservazione del patrimonio archeologico ipogeo[2][3].

La comprensione dei processi microbici coinvolti nella formazione degli speleotemi può contribuire a sviluppare strategie di conservazione più efficaci per i siti archeologici sotterranei.

Le tombe della necropoli di Monterozzi, datate dal VII al II secolo a.C., forniscono un ambiente unico dove le pareti ipogee sono ricoperte da questo speleotema[1].

La ricerca evidenzia come i microrganismi non siano necessariamente agenti di deterioramento, ma possano svolgere un ruolo costruttivo nei processi geologici di formazione rocciosa.

Fonti
[1] Biogenic calcium carbonate as evidence for life https://bg.copernicus.org/articles/20/4135/2023/bg-20-4135-2023.pdf
[2] Calcite moonmilk of microbial origin in the Etruscan Tomba degli Scudi in Tarquinia, Italy https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6203712/
[3] A role for microbial selection in frescoes’ deterioration in Tomba degli Scudi in Tarquinia, Italy https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC5519700/

https://www.scintilena.com/scoperta-a-tarquinia-il-moonmilk-delle-tombe-etrusche-rivela-lorigine-microbica-della-vita/09/11/