Microbioma e simbionti dei coralli neri

I coralli neri sono un’importante gruppo di cnidari tipici delle acque profonde. Presenti anche nel Mediterraneo, i coralli neri formano imponenti foreste animali, ma nonostante la loro importanza come specie strutturanti, il loro microbioma è ancora poco studiato.

Corallo nero
Figura 1 – Un corallo nero appartenente alla specie Antipathes dendrochristos [Mark Amend]

Coralli neri, questi sconosciuti

Al contrario dei coralli di superficie, ben noti al pubblico, i coralli neri (o antipatari, ordine Antipatharia) sono un gruppo di cnidari che ritroviamo nelle acque profonde di tutto il globo, dalla zona mesofotica al deep-sea. Sono note circa 250 specie, le cui morfologie sono assai variegate, così come le loro dimensioni; tendono però a svilupparsi seguendo forme arborescenti, offrendo così un importante strato elevato negli ambienti profondi. Per questo motivo, le “foreste animali” di coralli neri sono habitat molto importanti in grado di aumentare la tridimensionalità degli ambienti mesofotici e di conseguenza il numero di nicchie ecologiche presenti.

In Mediterraneo sono presenti 5 specie di coralli neri:

  • Antipathella subpinnata
  • Antipathes dichotoma
  • Antipathes fragilis
  • Parantipathes larix
  • Leiopathes glaberrima

Tutte le specie di antipatari sono protette ed inserite nell’appendice II della CITES, in quanto la loro crescita è lenta e sono molto sensibili ai danni legati alla pesca, come i ghost fishing gears (lenze e reti “perdute”) e gli strascichi.

Entanglement corallo nero
Figura 2 – Le foreste animali sono molto sensibili ai disturbi antropici legati alla pesca: in questa immagine si osserva una lenza impigliata fra alcuni esemplari di Antipathella subpinnata [ISPRA, MSFD CWC 2021]

Comunità batterica in Antipathella subpinnata

Antipathella subpinnata è uno dei principali coralli neri del Mediterraneo. Anche se gli studi sulle sue foreste animali sono in aumento, la comunità batterica che vive associata a questa specie è un argomento ancora poco indagato. Recentemente, un gruppo di ricercatori ha caratterizzato il microbioma di questo corallo nero, confrontandolo con quello della gorgonia bianca Eunicella cavolini: tale specie è stata scelta in quanto le due sono molto affini (con simili dimensioni dei polipi e struttura della colonia), occupando probabilmente la stessa nicchia ecologica.

Per E. cavolini erano già presenti alcuni studi sul suo microbioma risultato poco variabile e dominicato da Endozoicomonas, un genere di Gammaproteobacteria. A. subpinnata ha dato un responso assai diverso; infatti, da campionamenti sia in periodi che in luoghi differenti è emerso come il microbioma del corallo nero sia poco stabile fra siti diversi. L’analisi della comunità batterica ha mostrato la presenza di OTU appartenenti a vari gruppi: Proteobacteria, Bacteroidetes, Firmicutes, Cyanobacteria, Planctomycetes e Verrucomicrobia. Da questi dati è emersa l‘assenza di un “core microbiome“, ovvero un gruppo di microrganismi sempre presenti nel microbioma di una determinata specie. Si è ipotizzato che tale assenza possa essere legata alle differenti condizioni ambientali in cui si sviluppa la colonia.

Corallo nero e gorgonia in foresta animale
Figura 3 – Antipathella subpinnata e Eunicella cavolini [van de Water et al., 2011]

Ruolo delle comunità batteriche

Un certo numero di taxa delle comunità batteriche di Antipathella subpinnata è normalmente coinvolto in almeno uno step del ciclo dell’azoto e/o del ciclo dello zolfo. Seppur significativamente diversa dalla comunità microbica dell’acqua di mare, molti OTU riportano a taxa comuni nel microbioma di altri invertebrati marini. Il phylum Bacteroidetes comprende vari batteri cruciali nel ricircolo del carbonio organico in ambiente marino, in grado di scindere molecole complesse come la chitina. Nel caso del corallo nero, essi potrebbero o aiutare nella digestione delle prede oppure impiegare la chitina del corallo stesso.

Altri microrganismi sembra sono coinvolti nella degradazione del dimetilsolfoniopropionato (DMSP): in questo modo si rende disponibile zolfo in forma disponibile per il corallo nero. Questo composto è inoltre un importante regolatore della comunità batterica presente in A. subpinnata: sembra infatti che il DMSP possa essere sfruttato da alcuni microrganismi come molecola antibiotica contro microbi patogeni, come ad esempio Vibrio spp.

Simbionti algali in profondità?

Gli antipatari appartengono alla sottoclasse degli Hexacorallia, così come le sclerattinie (ordine Scleractinia); quest’ultimo ordine comprende le madrepore ermatipiche, biocostruttrici dei reef. Com’è noto, la loro capacità di biocostruzione è strettamente legata alla simbiosi con i dinoflagellati del genere Symbiobinium, le cosiddette zooxantelle. Gli antipatari sono invece sempre stati considerati azooxantellati, privi di simbionti in quanto vivono a profondità elevate.

Ma nell’ultimo decennio sono emerse prove riguardo la presenza di Symbiodinium all’interno dei tessuti di un numero sempre maggiore di coralli neri; in particolare, sono stati ritrovati all’interno del gastroderma di antipatari campionati in varie località del mondo e a diverse profondità. Oltre a far aumentare il range verticale di sopravvivenza di questo dinoflagellato, queste scoperte hanno ancora una volta dimostrato quanto poco è noto delle specie più profonde. In esse, infatti, non è ancora noto il ruolo di questa simbiosi, data la scarsità di luce o la sua totale assenza nelle foreste animali di coralli neri.

Corallo nero simbionti microbioma
Figura 4 – Un corallo nero del genere Cirripathes con immagini dei dinoflagellati in esso ritrovati [Bo et al., 2011]

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Francesco Centorrino

Sono Francesco Centorrino, creatore ed amministratore di Microbiologia Italia, primo sito di divulgazione microbiologica in Italia. Sono laureato in biologia e molto appassionato di tecnologia, cinema, scienza e fantascienza. Sono Siciliano ma vivo e lavoro in Basilicata come analista di laboratorio microbiologico presso una nota azienda farmaceutica. Ho creato il portale di Microbiologia Italia per condividere conoscenza ed informazioni a chiunque fosse interessato a questa bellissima scienza. Potete trovare tutti i miei contatti al seguente link: https://linktr.ee/fcentorrino.

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