Noctiluca scintillans

Noctiluca scintillans ((Macartney) Kofoid & Swezy, 1921) è un dinoflagellato nudo, famoso per la sua bioluminescenza e per i suoi imponenti bloom che causano le cosiddette “red tides”.

Caratteristiche Morfologiche

Noctiluca scintillans è un dinoflagellato eterotrofo di dimensioni notevoli, le cui cellule misurano tra i 500 ed i 1000 μm di diametro. Si tratta di un dinoflagellato nudo, ovvero con un rivestimento di cellulosa estremamente sottile e di difficile osservazione.

Il trofonte di N. scintillans ha una forma a rene ed ha un doppio rivestimento: possiede infatti uno strato gelatinoso esterno alla membrana plasmatica. Il nucleo si trova in vicinanza del citosoma ed il citoplasma vi si concentra attorno; si forma così un centro citoplasmatico. Il nucleo sembra essere il risultato di una fusione di più nuclei di dimensioni minori, motivo per il quale alcuni autori la considerano una specie multinucleata; si ipotizzano quindi una condizione di poliploidia oppure un’aggregazione di vari nuclei. Si differenzia inoltre dagli altri dinoflagellati per la presenza di un solo flagello e di un tentacolo, impiegato per la cattura del fitoplancton. Ne sono presenti due forme: una forma rossa ed una verde.

Bloom dinoflagellati
Figura 1 – Le due forme di N. scintillans con i rispettivi bloom [Harrison et al., 2011]

Il gamonte ha una forma più sferica, con il nucleo più spostato nella zona periferica; da esso si originano i gameti (zoospore) che posseggono 2 flagelli liberi ed identici che usano per la locomozione, sebbene in alcuni casi non sia stato possibile verificare la presenza di entrambi, mentre in alcuni gameti è stata osservata la presenza di goccioline lipidiche sulla zona anteriore; inoltre, il loro nucleo tende ad essere di forma semisferica e posizionato nella parte posteriore della cellula. Queste gocce lipidiche sembra derivino dalla cellula madre e che possano essere una fonte di nutrimento per la zoospora di N. scintillans.

Noctiluca scintillans, più esemplari
Figura 2 – Alcuni esemplari di N. scintillans; si può notare il tentacolo in quello in primo piano [Maria Antónia Sampayo]

Filogenesi

RegnoChromista
SottoregnoHarosa
InfraregnoAlveolata
PhylumMyzozoa
ClasseDinophyceae
OrdineNoctilucales
FamigliaNoctilucaceae
GenereNoctiluca
SpecieNoctiluca scintillans
Tab. 1 – Classificazione scientifica della specie

Biologia

N. scintillans al contrario della maggioranza dei dinoflagellati è diploide. Sono presenti sia la riproduzione sessuale che asessuale, quest’ultima che avviene per scissione binaria. In colture di questa specie, sono state notate cellule di grosse dimensioni tetraflagellate, risultato probabilmente della fusione dei gameti; non è ancora stato definito se essi siano descrivibili come isogameti o anisogameti. Le tempistiche e le motivazioni che portano alla riproduzione sessuale non sono ancora chiare. Per alcuni autori, essa avviene in relazione alle condizioni ambientali presenti: luce, temperatura, disponibilità di prede e nutrienti; per altri invece è legata al numero di divisioni asessuali effettuate dal trofonte: superato un certo valore soglia, si innescherebbe la riproduzione sessuale.

Le due forme note differiscono per le modalità di nutrimento. La forma rossa è eterotrofa ed effettua il pascolo sul fitoplancton, entrando in competizione con i copepodi. Invece la forma verde è fotoautotrofa (sebbene mantenga la capacità di passare ad un regime eterotrofo se il fitoplancton è abbondante) grazie alla simbiosi con Pedinomonas noctilucae.

N. scintillans è inoltre in grado di emettere bioluminescenza di colore blu, possedendo l’enzima luciferasi in grado di ossidare la luciferina. La reazione avviene in specifici organelli, chiamati scintilloni, dove il livello di ossigeno e l’attività della luciferasi sono finemente regolati.

Onde bioluminescenza dinoflagellato
Figura 3 – Le onde che si infrangono rappresentano uno stimolo per la bioluminescenza di questo dinoflagellato [Sander van der We]

Ecologia

N. scintillans è nota per la capacità di formare imponenti bloom, in grado di colorare le acque di un color arancio o rossastro. Il bloom avviene generalmente ad inizio primavera, con una crescita esponenziale del numero di individui e con un imponente consumo di ossigeno e rilascio di ammoniaca. Infatti, sono proprio queste due conseguenze le principali cause della mortalità associata alla fioritura di N. scintillans.

La specie è a distribuzione cosmopolita, ma è tipica di aree tropicali e subtropicali; inoltre è presente anche in Mediterraneo, con bloom segnalati in Adriatico. Le due forme hanno due range di temperatura differenti: da 10 a 25 °C per la rossa e da 25 a 30 °C per la forma verde. Per questo motivo la prima forma ha un areale maggiore rispetto alla seconda, sebbene esistano aree dove si possono riscontrare entrambe.

Satellite arabian sea bloom
Figura 4 – Un enorme bloom di N. scintillans nel mare arabico e fotografata dal satellite [NASA-NOAA]

Tossicità

N. scintillans non è nota per essere una specie tossica. Al contrario, la mortalità delle specie presenti in un bloom di questo dinoflagellato è legato ad eventi di ipossia e all’immissione di NH3 nel mezzo acquoso.

Monitoraggio

N. scintillans non è attualmente target di monitoraggio, sebbene altre specie dello stesso genere siano state monitorate in alcune aree dell’oceano Indiano.

Fonti

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