6.2B: Oligotrofi

Un oligotrofo è un organismo che prospera in un ambiente che offre livelli molto bassi di nutrienti. Possono essere contrapposti ai copiotrofi, che preferiscono ambienti ricchi di nutrienti. Gli oligotrofi sono caratterizzati da una crescita lenta, bassi tassi di metabolismo e generalmente bassa densità di popolazione. Gli ambienti oligotrofi includono sedimenti oceanici profondi, grotte, ghiaccio glaciale e polare, terreni profondi del sottosuolo, acquiferi, acque oceaniche e terreni lisciviati. Un ecosistema o un ambiente è detto oligotrofico se offre poco per sostenere la vita. Il termine è comunemente utilizzato per descrivere ambienti di acqua, ghiaccio, aria, roccia o suolo con livelli di nutrienti molto bassi. Gli ambienti oligotrofici sono di particolare interesse per le fonti di energia alternativa e le strategie di sopravvivenza su cui la vita potrebbe contare. Un esempio di batterio oligotrofo è il Caulobacter crescentus.

Caulobacter crescentus è un batterio Gram-negativo, oligotrofo, ampiamente distribuito in laghi e corsi d’acqua dolce. Il circuito di controllo che dirige e guida la progressione del ciclo cellulare del Caulobacter coinvolge l’intera cellula che opera come un sistema integrato. Il circuito di controllo monitora l’ambiente e lo stato interno della cellula, compresa la topologia cellulare, mentre orchestra l’attivazione dei sottosistemi del ciclo cellulare e la divisione cellulare asimmetrica di Caulobacter crescentus. Le proteine del sistema di controllo del ciclo cellulare di Caulobacter e la sua organizzazione interna sono co-conservate in molte specie di alfaproteobatteri, ma ci sono grandi differenze nella funzionalità dell’apparato regolatore e nella connettività periferica ad altri sottosistemi cellulari da specie a specie. Il sistema di controllo del ciclo cellulare di Caulobacter è stato squisitamente ottimizzato dalla selezione evolutiva come sistema totale per un funzionamento robusto di fronte al rumore stocastico interno e all’incertezza ambientale.

Il sistema di controllo della cellula batterica ha un’organizzazione gerarchica. Il sottosistema di segnalazione e controllo si interfaccia con l’ambiente per mezzo di moduli sensoriali situati in gran parte sulla superficie cellulare. La logica della rete genetica risponde ai segnali ricevuti dall’ambiente e dai sensori interni di stato della cellula per adattare la cellula alle condizioni attuali.