Alcune specie di coralli possono resistere alle ondate di caldo marino “ricordando” come hanno vissuto quelle precedenti, suggerisce una ricerca condotta dagli scienziati dell’Oregon State University.
Lo studio, finanziato dalla National Science Foundation, contiene anche prove che la risposta della memoria ecologica è probabilmente legata alle comunità microbiche che vivono tra i coralli.
I risultati, pubblicati oggi in Biologia del cambiamento globale, Sono importanti perché le barriere coralline, cruciali per il funzionamento del pianeta Terra, sono in declino a causa di una serie di pressioni umane tra cui il cambiamento climatico, ha affermato l’autore principale dello studio, Alex Vompe.
“È fondamentale capire quanto velocemente le barriere coralline possano adattarsi a disturbi sempre più frequenti e ripetuti come le ondate di caldo marino”, ha affermato Vompe, uno studente di dottorato che lavora nel laboratorio della professoressa di microbiologia Rebecca Vega Thurber. “I microbiomi che vivono all’interno dei coralli che li ospitano potrebbero essere una componente chiave di un rapido adattamento”.
È probabile che le ondate di calore aumentino in frequenza e gravità a causa dei cambiamenti climatici, ha aggiunto. Rallentare il tasso di copertura dei coralli e di perdita delle specie è uno dei principali obiettivi di conservazione, e prevedere e progettare la tolleranza al calore sono due strumenti importanti.
Conoscere il ruolo svolto dai microbi nell’adattamento può aiutare a coltivare e piantare coralli, ha detto Vompe. Una comprensione più profonda dei processi microbici e degli organismi responsabili della memoria ecologica può anche aiutare nello sviluppo di probiotici e/o protocolli di monitoraggio per valutare e agire sulla qualità della memoria ecologica delle singole colonie di coralli.
Le barriere coralline si trovano in meno dell’1% degli oceani, ma ospitano quasi un quarto di tutte le specie marine conosciute. Aiutano anche a regolare i livelli di anidride carbonica del mare e sono una fonte cruciale per gli scienziati alla ricerca di nuovi farmaci.
I coralli sono costituiti da ospiti animali interconnessi chiamati polipi che ospitano alghe microscopiche all’interno delle loro cellule. I coralli ospitano anche batteri, virus, archaea e microeucarioti funzionalmente e tassonomicamente diversi. La comunità di batteri e archaea che vivono nei coralli viene definita microbioma del corallo.
La simbiosi è il fondamento dell’ecosistema della barriera corallina poiché questi microbi apportano benefici agli ospiti dei coralli assistendo nel ciclo del carbonio, dell’azoto e dello zolfo, nell’integrazione di vitamine essenziali e nella protezione contro gli agenti patogeni. I polipi dei coralli a loro volta forniscono nutrimento e protezione alle alghe e ai batteri.
Il cambiamento climatico sta minacciando le barriere coralline in parte perché alcune delle relazioni tra i coralli e i loro microbi possono essere stressate dal riscaldamento degli oceani fino al punto di dissoluzione – un collasso della partnership ospite-microbo, che si traduce in un fenomeno noto come sbiancamento dei coralli.
“Ma l’Acropora retusa, una specie di corallo prevalente nella barriera corallina moreana che abbiamo studiato, sembra avere una potente risposta di memoria ecologica alle ondate di calore in cui il microbioma sembra avere un ruolo”, ha detto Vompe. “Ciò significa che alcune specie di coralli potrebbero essere più resistenti ai cambiamenti climatici di quanto si pensasse in precedenza”.
Vompe, Vega Thurber e colleghi dell’OSU, dell’Università della California, di Santa Barbara, dell’Arizona State University e dell’Università dell’Essex hanno trascorso cinque anni studiando 200 colonie di coralli in una barriera corallina sulla costa settentrionale di Mo’orea, nella Polinesia francese. Moorea è un’isola del Pacifico meridionale, all’incirca a metà strada tra l’Australia e il Sud America.
A causa della storia recente della barriera corallina, essa rappresenta un’opportunità unica per esaminare la risposta alle ondate di calore, hanno affermato i ricercatori.
Nel 2010, la stella marina corona di spine e un ciclone hanno distrutto oltre il 99% dei coralli, premendo di fatto il pulsante di ripristino sulla barriera corallina. I coralli si sono ristabiliti e hanno attraversato ondate di caldo relativamente minori nel 2016 e nel 2017 prima di sperimentare l’ondata di caldo marino più grave della storia registrata tra dicembre 2018 e luglio 2019.
Presto è seguita la seconda ondata di caldo più grave, tra febbraio e luglio 2020.
“Abbiamo osservato che alcune specie di coralli sembrano ricordare l’esposizione alle passate ondate di caldo marino e mantenere un livello di salute più elevato nelle successive ondate di caldo”, ha detto Vega Thurber. “E la risposta della memoria dell’Acropora retusa era fortemente legata ai cambiamenti nel suo microbioma, supportando l’idea che la comunità microbica abbia un ruolo in questo processo”.
I coralli di cavolfiore del genere Pocillopora sono rimasti in buona salute durante gli eventi di caldo e anche i loro microbiomi hanno mostrato una risposta di memoria ecologica, ha osservato. Sono stati disturbati dall’ondata di caldo iniziale del 2019, ma sono tornati allo stato precedente al disturbo nonostante la seconda ondata di caldo nel 2020.
“I membri delle comunità microbiche dei coralli hanno caratteristiche biologiche uniche che li rendono più adattabili e reattivi ai cambiamenti ambientali: cicli di generazione brevi, popolazioni di grandi dimensioni e potenziale metabolico diversificato”, ha affermato Vega Thurber. “In due delle tre specie di coralli su cui ci siamo concentrati, abbiamo identificato la resilienza iniziale del microbioma, l’acclimatazione dell’ospite e del microbioma, o sviluppato la resistenza del microbioma allo stress termico ripetuto. Gli ultimi due modelli sono coerenti con il concetto di memoria ecologica”.
Altri ricercatori dell’Oregon State coinvolti nella ricerca sono stati Thomas Sharpton, Hannah Epstein ed Emily Schmeltzer. Sharpton è professore associato di microbiologia e statistica; Epstein era un ricercatore post-dottorato durante lo studio e ora è docente presso l’Università dell’Essex; Schmeltzer, uno studente di dottorato nel laboratorio di Vega Thurber, si è laureato e lavora come biologo presso l’US Geological Survey.
Anche la Fondazione Gordon e Betty Moore ha sostenuto questa ricerca.
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com
