Paleomicrobiologia: archeologi a caccia di microbi

Paul Henry de Kruif (1890 – 1971) è un microbiologo, scrittore e divulgatore scientifico che con il suo libro Microbe Hunters (1926), in italiano I cacciatori di microbi, fa conoscere la Microbiologia e la Storia della Medicina al grande pubblico. Oggi vi sono archeologi che con le nuove tecniche d’indagine genetica della Paleomicrobiologia vanno a caccia di microbi antichissimi aprendo nuove finestre sulla origine delle infezioni e malattie che colpiscono l’uomo, gli animali e i vegetali, indagando anche sui microrganismi con i quali i nostri lontani antenati hanno iniziato a produrre birra e formaggi
Decrittando le informazioni contenute nel DNA di campioni risalenti fino a milioni di anni fa, la paleomicrobiologia molecolare oggi consente di conoscere l'evoluzione delle specie e delle comunità microbiologiche permettendo di conoscere e di seguire nel tempo epidemie del passato, identificando le caratteristiche dei microrganismi che le hanno provocate e l'evoluzione di interazioni tra ospite-microbo. La paleomicrobiologia fornisce anche informazioni sulla dieta e stile di vita dei nostri antichi antenati con informazioni su specie microbiologiche che potrebbero essersi estinte nell'odierno microbioma umano e come e a quale velocità le comunità microbiche sono influenzate da cambiamenti ambientali locali o diffusi. I recenti risultati della paleomicrobiologia infine oggi contribuiscono a meglio comprendere l'evoluzione storica dei microrganismi nella trasformazione alimentare e a svilupparne le loro applicazioni.
Per le epidemie di peste che fin dall’antichità hanno colpito l’umanità, la paleogenomica ne ha confermata l’origine in un’infezione da Yersinia pestis iniziata tra i cinquanta e i venticinque secoli fa un territorio che va dalla penisola iberica a ovest alla Mongolia a est, trasmessa da uomo a uomo e solo in tempi successivi anche dai ratti. Sempre con la paleomicrobiologia si è dimostrato che la tubercolosi umana del sud America precolombiano trae origine dal Mycobacterium pinnipedi delle otarie e che il virus dell’epatite ha avuto origine a cavallo tra il Neolitico e l'Età del Bronzo prima di essere apparentemente eliminata e sostituita dal nuovo genotipo che si trova oggi in Europa. Gli Herbarium e le Collezioni Zoologiche sono oggi studiati per la presenza di DNA di agenti infettanti e infestanti ma soprattutto costituendo il loro microbioma permettendo di conoscere in che modo evolvono nel tempo e come i fattori ambientali ne influenzano la composizione, il metabolismo e, in ultima analisi, le loro attività e ruoli nel loro ecosistema originale.
La paleomicrobiologia molecolare sta rivoluzionando diversi aspetti della microbiologia inserendo i microrganismi in un quadro storico che precede lo sviluppo della microbiologia classica come disciplina scientifica. Oltre a rivelare la lunga storia di diverse associazioni tra uomo e microbi la paleomicrobiologia svela le dinamiche temporali della popolazione dei principali patogeni e la successiva acquisizione di attributi funzionali chiave che sono suscettibili di influenzare l'esito di queste associazioni, ma anche pericoli presenti, come quelli di un disfacimento del permafrost che copre oltre il dieci per cento della superficie terrestre e che potrebbe rappresentare un serbatoio per microrganismi antichi, ma ancora vivi, compresi gli agenti patogeni come il Bacillus anthracis sporigeno, che ha gravemente colpito le mandrie di renne in Siberia e probabilmente collegato allo scioglimento del permafrost.
Per millenni, l'uomo ha utilizzato microrganismi per conservare e trasformare i suoi alimenti rendendoli più digeribili e gustosi come pane, formaggio, bevande fermentate, carne lavorata. Studi approfonditi su alcuni di questi microrganismi, come il Saccharomyces cerevisiae, i lattobacilli o il Penicillium spp., mostrano che i ceppi che partecipano alla trasformazione alimentare differiscono da quelli selvatici facendo ritenere a una sorta di processo di addomesticamento involontario che ha portato alla selezione di popolazioni microbiologiche specifiche caratterizzanti una tipicità anche territoriale. Resti archeologici di cibo, recipienti di conservazione o loro preparazione e talvolta anche paleofeci umane contengono DNA dei suddetti microrganismi utilizzato oggi per la preparazione di latti fermentati e maturazione dei formaggi erborinati. Questi risultati suggeriscono che le popolazioni asiatiche dell’Età del Bronzo e quelle europee dell'Età del Ferro potrebbero aver già consumato latti fermentati, birra e formaggio erborinato e quindi padroneggiarne in una certa misura la preparazione.