Μικροβίωμα: H δύναμη της ποικιλομορφίας

Γράφει η Αμαλία Καραγκούνη*

Ακούμε όλο και συχνότερα τον όρο «μικροβίωμα». Τι είναι το μικροβίωμα; Είναι οι πληθυσμοί μικροοργανισμών σε έναν μοναδικό συνδυασμό βακτηρίων, ιών και μυκήτων που αποικούν σε όλους τους οργανισμούς, είτε πρόκειται για άνθρωπο, ζώο ή φυτό. Αλλά το μικροβίωμα δεν περιορίζεται μόνο σε ζωντανούς οργανισμούς: κάθε γραμμάριο εδάφους ή νερού κουβαλάει επίσης τον δικό του μικροβιακό πληθυσμό, το δικό του μικροβίωμα. Και αν αναλύσει κανείς τα εκάστοτε μικροβιώματα, θα δει ότι είναι μοναδικά και χαρακτηριστικά για κάθε άνθρωπο, για κάθε ζώο, για κάθε φυτό, για κάθε μικροπεριβάλλον. Το μικρό μέγεθος των μικροοργανισμών δίνει το δικαίωμα στον υπερόπτη άνθρωπο να τους υποτιμά. Αλλά ειδικοί επιστήμονες εκτιμούν ότι ο πλανήτης μας κατοικείται από τουλάχιστον ένα τρισεκατομμύριο είδη μικροοργανισμών, ότι φιλοξενεί περίπου 5 τρισεκατομμύρια τρισεκατομμυρίων βακτήρια, ότι η ολική μικροβιακή μάζα (βιομάζα) πάνω στη Γη είναι περίπου 25 φορές μεγαλύτερη από την ολική μάζα των ζώων. Για παράδειγμα, το ανθρώπινο σώμα είναι «το σπίτι» τρισεκατομμυρίων μικροοργανισμών!

Η ποικιλομορφία των μικροοργανισμών είναι προφανές ότι επηρεάζει ολόκληρα οικοσυστήματα σε πολλά επίπεδα. Τα μικρότερα γονιδιώματά τους, οι γρήγοροι κύκλοι αναπαραγωγής τους συχνά δίνουν στους μικροοργανισμούς ένα σημαντικό πλεονέκτημα έναντι των περίπλοκων οργανισμών όταν πρόκειται για την προσαρμογή σε νέα ιδιάζοντα περιβάλλοντα (από υδροθερμικές διεξόδους βαθέων υδάτων έως παγετώδεις πάγους). Συμμετέχουν σε όλους τους βιογεωχημικούς κύκλους των βασικότερων στοιχείων της φύσης που σχηματίζουν τα βιολογικά μόρια των ζώντων οργανισμών, όπως ο άνθρακας, το υδρογόνο, το οξυγόνο, το άζωτο, το θείο, ο φώσφορος, ο σίδηρος και άλλα στοιχεία.

Ο άνθρωπος έχει αξιοποιήσει τους μικροοργανισμούς για την παραγωγή βιοκαυσίμων (βιοαιθανόλη, βιοντίζελ) και μεθανίου, από υποπροϊόντα αποβλήτων της γεωργίας και της βιομηχανίας αλλά και για να μετατρέψουν την ηλιακή ενέργεια σε υδρογόνο, που καιγόμενο παράγει ηλεκτρική ενέργεια.

Οι δράσεις των μικροοργανισμών στηρίζουν την παραγωγή και τη συντήρηση πολλών βασικών τροφίμων στη βιομηχανία.

Τα μικρόβια επίσης παίζουν σημαντικό ρόλο στη γεωργία και στο περιβάλλον διασπώντας τα οργανικά απόβλητα. Για αιώνες, οι μικροβιακές κοινότητες εμπλουτίζουν τα εδάφη με χρήσιμες ουσίες για τα φυτά και καθαρίζουν το νερό σε εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων. Πρόσφατες έρευνες έχουν δείξει ότι οι ικανότητες αποσύνθεσης επεκτείνονται σε τοξικές ουσίες, εκρηκτικές ύλες, ακόμη και στα πλαστικά.

Ενα σημαντικό τους προνόμιο είναι η παραγωγή βιοενεργών ενώσεων, τις οποίες εμείς χρησιμοποιούμε ως φάρμακα και εκείνοι ως «όπλο ανταγωνισμού» έναντι άλλων μικροβιακών πληθυσμών που καταλαμβάνουν τον ίδιο χώρο στο περιβάλλον τους.

Η πλειονότητα των αντιβιοτικών και πολλών αντικαρκινικών και άλλων φαρμάκων παράγεται από μια συγκεκριμένη ομάδα βακτηρίων, τα ακτινοβακτήρια, αρκετοί μεταβολίτες των οποίων χρησιμοποιούνται και ως βιολογικά εντομοκτόνα ή/και παρασιτοκτόνα.

Οι μικροοργανισμοί λοιπόν είναι πολύτιμοι για τον πλανήτη μας και οφείλουμε να κινητοποιηθούμε όλοι οι μικροβιολόγοι παγκοσμίως για την προώθηση της ανάπτυξης βιώσιμων λύσεων. Οι σύγχρονες ανθρώπινες δραστηριότητες, οι περιβαλλοντικές αλλαγές και η προσπάθεια ελέγχου των μολυσματικών παραγόντων μέσω αντιβιοτικών και απολυμαντικών ευρέος φάσματος θέτουν σε κίνδυνο την παγκόσμια μικροβιακή ποικιλομορφία.

Ερευνες δείχνουν ότι μόνο μια μειοψηφία μικροβίων, περίπου 1.400 είδη, προκαλούν μολυσματικές ασθένειες που ευθύνονται για την ανθρώπινη νοσηρότητα, τη θνησιμότητα, πανδημίες και επακόλουθες τεράστιες οικονομικές απώλειες. Στόχος πρέπει να είναι ο έλεγχος των μολυσματικών παραγόντων, διατηρώντας παράλληλα την παγκόσμια μικροβιακή ποικιλομορφία και την υγιή ζωή του πλανήτη μας.

*Η κυρία Αμαλία Δ. Καραγκούνη είναι ομότιμη καθηγήτρια Μικροβιολογίας, Τμήμα Βιολογίας, ΕΚΠΑ.

Έντυπη έκδοση Το Βήμα