Quante specie di batteri esistono?

La stima del numero esatto di specie di batteri è impossibile con la tecnologia odierna. Per avvicinarsi davvero ad avere un numero obiettivo, le persone avrebbero bisogno di una macchina in grado di elaborare il suolo, l’acqua e la roccia in grandi quantità, isolare i batteri dal loro habitat, quindi sequenziare i genomi del maggior numero possibile di batteri all’interno del campione.
Oggi, dato che il sequenziamento di un genoma batterico costa mezzo milione di dollari USA e richiede alcuni mesi, questo è irrealizzabile. Anche se i costi diminuissero di un fattore di un trilione, ci sono così tanti microbi nel suolo che classificarli in questo modo sarebbe proibitivo.

Invece di sequenziare interi genomi, le indagini batteriche utilizzano frammenti per distinguere tra specie diverse. Questo è più conveniente rispetto al sequenziamento dell’intero genoma. Un sondaggio ha trovato 20,000 specie di batteri in 1 litro (circa 1 litro) di acqua di mare.

Un altro approccio per determinare la quantità di batteri in un campione consiste nell’utilizzare una tecnica chiamata riassociazione del DNA. Nella riassociazione del DNA, gli scienziati usano sostanze chimiche per “decomprimere” i due filamenti della doppia elica nel DNA batterico, quindi mescolarli. I filamenti di DNA compatibili si ricollegano tra loro. Più tempo dura il processo di riassociazione, più specie sono presenti nel campione. Queste misurazioni del tempo possono essere utilizzate per stimare la biodiversità batterica nell’oceano o nel suolo.

Quando questa tecnica è stata applicata a un campione di suolo alla fine degli anni ‘1990, sono state trovate 16,000 specie. Questa tecnica includeva l’ipotesi che le popolazioni di diverse specie di batteri fossero approssimativamente simili, tuttavia, il che ora è noto per essere falso. Un sondaggio aggiornato di Jason Gans ha scoperto che ci sono circa un milione di specie batteriche per 0.035 once (1 grammo) di terreno. Mentre solo poche specie batteriche dominano il suolo, esiste un numero enorme di specie a bassa abbondanza.

Un altro approccio consiste nell’utilizzare modelli matematici delle curve di diversità delle specie per estrapolare il numero totale di specie in un dato campione dalle informazioni sull’abbondanza di alcune specie principali. Un articolo del 2002 di Curtis, Sloan e Scannel, “Estimating Prokaryotic Biodiversity and Its Limits”, ha stimato il numero di taxa di batteri oceanici inferiore a 2 milioni, il numero di taxa del suolo almeno 4 milioni e il numero di taxa atmosferici a almeno 4 milioni. Questo studio presumeva che la diversità batterica in un grammo di terreno fosse solo da 6,400 a 38,000 per grammo, molto meno di quella riscontrata nello studio di riassociazione del DNA.

Attualmente, le stime del numero totale di specie vanno da circa 10 milioni a un miliardo, ma queste stime sono provvisorie e potrebbero essere errate di molti ordini di grandezza. In confronto, ci sono probabilmente tra 10 e 30 milioni di specie di animali, la stragrande maggioranza dei quali insetti. Il numero di specie animali scientificamente riconosciute è di circa 1,250,000. Ci sono quasi 300,000 specie di piante riconosciute.