Quando due diventano uno

Il nitroplasto e l’invenzione dell’individuo

Siamo abituati a pensare agli organismi viventi come a entità distinte, ciascuna dotata di una propria identità biologica. Possono collaborare, competere, parassitarsi, perfino vivere l’una dentro l’altra. Ma che cosa accade quando due organismi, dopo una convivenza abbastanza lunga, smettono di essere due?

Nel 2024, uno studio pubblicato su Science ha documentato un caso straordinario di questa trasformazione. Un minuscolo cianobatterio marino, conosciuto come UCYN-A, vive all’interno di un’alga unicellulare, Braarudosphaera bigelowii. La loro relazione risale a circa cento milioni di anni fa. In questo lungo intervallo il batterio ha progressivamente perduto la propria autonomia, fino a diventare qualcosa di diverso: un organello cellulare, battezzato nitroplasto.

La distinzione non è soltanto terminologica. Un batterio simbionte conserva una propria organizzazione, anche quando dipende dall’ospite. Un organello, invece, è integrato nel funzionamento della cellula che lo contiene. Il nitroplasto riceve dall’alga numerose proteine indispensabili, prodotte sulla base delle istruzioni contenute nel nucleo della cellula ospite. Persino la sua divisione è sincronizzata con quella dell’alga.

In cambio, svolge un compito fondamentale: fissa l’azoto atmosferico, trasformandolo in composti utilizzabili per costruire le molecole della vita. È una capacità comune ad alcuni procarioti, ma assente nelle cellule eucariotiche prive di simili partner. La sua integrazione in un organello rappresenta dunque una conquista evolutiva di enorme interesse.

Non è la prima volta che accade qualcosa del genere. I mitocondri, che forniscono energia alle nostre cellule, discendono da antichi batteri. Anche i cloroplasti, grazie ai quali le piante compiono la fotosintesi, hanno un’origine batterica. In entrambi i casi, organismi un tempo indipendenti sono diventati componenti essenziali di altri esseri viventi.

Il nitroplasto offre agli scienziati un’occasione rarissima: osservare un’altra forma di quella trasformazione, chiamata endosimbiosi primaria. La sua scoperta potrebbe inoltre aprire nuove prospettive per l’agricoltura. Comprendere come un organismo fotosintetico abbia integrato la capacità di fissare l’azoto potrebbe contribuire, in futuro, allo sviluppo di colture meno dipendenti dai fertilizzanti. Per ora è una possibilità di ricerca, non una tecnologia disponibile.

Ma la scoperta suggerisce anche una domanda più radicale.

Se i mitocondri delle nostre cellule discendono da organismi autonomi, e se nuove integrazioni continuano a essere riconosciute nella storia evolutiva, allora i confini di un organismo non sono necessariamente definiti una volta per tutte. Possono cambiare nel corso dell’evoluzione, fino a incorporare ciò che un tempo era un altro essere vivente.

L’evoluzione non procede soltanto attraverso la competizione e la selezione di organismi separati. Talvolta produce novità attraverso relazioni così profonde da trasformare una convivenza in una dipendenza reciproca, e infine in un’unica organizzazione biologica.

Il nitroplasto ci racconta proprio questo: ciò che oggi consideriamo parte integrante di un organismo può avere avuto, in un passato remoto, una vita indipendente. Il confine tra sé e altro, che ci appare così naturale, è anche il risultato di una storia evolutiva. E non è detto che quella storia sia conclusa.