Simbionti: diversità associata ai coralli

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Quella tra coralli e dinoflagellati del genere Symbiodinium è uno degli esempi più classici e studiati di simbiosi. Negli ultimi anni però abbiamo scoperto altre sfumature delle relazioni tra i coralli ed altri organismi simbionti, i cui effetti sono ancora oggetto di studi e ricerche.

Reef coralli pesci
Figura 1 – Un reef sano, dall’elevata biodiversità [Jim E Maragos, U.S. Fish and Wildlife Service]

Symbiodinium, unico e diverso

Senza il genere Symbiodinium, molte delle più famose e fotografate coste tropicali del mondo sarebbero estremamente diverse; questi dinoflagellati sono fondamentale per la crescita e lo sviluppo delle madrepore (ordine Scleractinia) e per il mantenimento della salute della barriera corallina stessa. Quando si assiste agli eventi di sbiancamento, quello che osserviamo è l’espulsione dell’alga simbionte da parte dei polipi del corallo (solitamente a causa di importanti ondate di calore). Questo conduce alla morte della madrepora stessa.

Dinoflagellato symbiodinium simbionte
Figura 2 – Symbiodinium sp [Liti Haramaty]

Il genere Symbiodinium è diviso in 9 cladi, di cui solamente 5 trovati all’interno dei polipi dei coralli e chiamati “zooxantelle“. Le loro popolazioni tendono ad essere poco interconnesse geneticamente, e inoltre il principale metodo di riproduzione è quello asessuale: infatti all’interno di un ospite troviamo quasi tutte cellule originatesi per via clonale. In un lavoro del 2017, Clerissi e colleghi hanno studiato la diversità dei simbionti presente all’interno dei coralli della specie Poecillopora damicornis in due località, nel Mar Rosso e in Nuova Caledonia; tra i risultati è emersa la differente distribuzione dei cladi fra i due siti, confermandone la scarsa connessione.

Corallo pocillopora, su cui si è prelevato symbiodinium
Figura 3 – Pocillopora damicornis [Ahmed Abdul Rahman]

Diversità dei protisti

Lo studio di Clerissi e colleghi, oltre a identificare i cladi di Symbiodinium presenti, è andato a studiare la biodiversità degli altri gruppi di protisti simbionti presenti. Mediante un’analisi che sfruttava due diversi blocking primers per le madrepore, gli autori hanno caratterizzato alcuni alveolati del genere Licnophora e altri Coccidia noti per essere parassiti intracellulari obbligati.

Licnophora è un genere di ciliati ectocommensali, trovati in entrambe le aree; in questo studio non mostrano associazioni con patologie o infezioni, sebbene talvolta siano stati associati indirettamente a scarse condizioni di salute della madrepora. Similmente, anche i Coccidia trovati non vengono considerati (in questo caso) organismi dannosi per il corallo; tra l’altro, sono geneticamente simili ad altri Coccidia ritrovarti in specie diverse da P. damicornis, segno forse di un evento di speciazione di questo taxa legato a interazioni con i coralli.

Licnophora chattoni, ciliato
Figura 4 – Licnophora chattoni, ectocommensale di un idrozoo [Domingos da Silva-Neto I. et al., 2010]

Batteri simbionti e resistenza dei coralli

Se lasciamo il mondo degli eucarioti per addentrarci in quello dei procarioti, è possibile studiare le comunità batteriche e come esse interagiscono con i coralli. Il microbioma dei coralli è un campo di studio che offre molte opportunità per individuare dei metodi efficaci per la salvaguardia dei reef; in particolare dalle ondate di calore e dallo sbiancamento che ne consegue. Alcuni taxa batterici simbionti sarebbero infatti, in grado di migliorare la risposta a stress termici in varie specie sensibili al calore. Partendo da questa ipotesi, vari gruppi sparsi in tutto il mondo lavorano su questi microrganismi, chiamati BMC (Beneficial Microorganism for Corals); esperimenti di trapianto mostrano come, una volta che la comunità batterica e l’ospite si sono adattati, i coralli abbiano una maggiore resistenza allo sbiancamento.

Tra le linee di ricerca così aperte, una di quelle più interessanti è senza dubbio quella seguita dalla professoressa Rachel Silvia Peixoto, della King Abdullah University of Science and Technology; allo stesso modo in cui in agricoltura si scelgono microrganismi simbionti che migliorino la rizosfera, il suo gruppo di ricerca mira a trovare BMC in grado di proteggere i coralli dalle ondate di calore e virus, evitandone il bleaching. Queste ricerche sfruttano infatti i batteri come “probiotici ambientali”. Altri, come il gruppo dei Coral Gardeners, “coltivano/allevano” coralli selezionati per la resistenza e la loro resilienza.

SCUBA sub ricercatore
Figura 5 – Un ricercatore intento a studiare una colonia sulla Grande Barriera Corallina [Christopher Brunner]

Salva i coralli, salva la biodiversità

Le barriere coralline sono tra gli ambienti con la biodiversità maggiore presenti in natura; ogni singolo corallo è come un grattacielo in una metropoli, ospitando al suo interno simbionti procarioti ed eucarioti. La perdita (o la drastica riduzione) dei reef va di pari passo con la perdita di queste specie microscopiche, un danno gravissimo alla diversità genetica del nostro pianeta. La ricostruzione di questi ambienti infatti non è comparabile con la storia umana; infatti molte specie hanno esemplari delle dimensioni di metri ma dall’accrescimento di pochi mm l’anno. Avremmo così la perdita di uno degli ecosistemi più importanti presenti nel nostro pianeta, ancor prima di averne compreso appieno le dinamiche.

Corallo Bleaching
Figura 6 – Bleaching dei coralli nel NW dell’Australia [Australian Institute of Marine Science]

Bisogna infine ricordare come l’oceano, oltre ai moltissimi doni che ci concede (dal cibo all’ossigeno), è anche una fonte inesauribile di molecole: una fantasia enorme di sostanze utili nei più svariati settori, una riserva di conoscenza che rischia di essere persa prima ancora di essere studiata. Per esempio, nel 2014 venne identificata una nuova classe di proteine, detta cnidarine, in grado di combattere l’ingresso del virus dell’HIV nei linfociti T.

Fonti

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