Simile alle spedizioni di cento o duecento anni fa, la spedizione di Tara Pacific durò più di due anni. L’obiettivo: ricercare le condizioni per la vita e la sopravvivenza dei coralli. La nave ha attraversato l’intero Oceano Pacifico, assemblando il più grande inventario genetico condotto in qualsiasi sistema marino fino ad oggi. I 70 scienziati del team provenienti da otto paesi hanno prelevato circa 58.000 campioni dalle centinaia di barriere coralline studiate. I primi risultati dell’analisi sono stati ora pubblicati in Comunicazioni sulla natura. Questa più grande raccolta di dati sugli ecosistemi delle barriere coralline è disponibile gratuitamente e, per gli anni a venire, sarà la base per chiarire le condizioni di vita dei coralli e trovare un modo per sopravvivere ai cambiamenti climatici.
Importanti primi risultati della spedizione: la biodiversità microbica globale è molto più alta di quanto si pensasse. Gli impatti dell’ambiente sull’adattamento evolutivo sono specie-specifici. E i geni importanti nei coralli sono duplicati.
Biodiversità globale dieci volte superiore a quanto ipotizzato
Le barriere coralline sono l’ecosistema marino biologicamente più diversificato sulla Terra. Sebbene coprano solo lo 0,16% degli oceani del mondo, ospitano circa il 35% delle specie marine conosciute. Utilizzando un set di dati basato su marcatori genetici, i ricercatori hanno scoperto che tutta la biodiversità batterica stimata a livello globale è già contenuta nei microrganismi delle barriere coralline. “Abbiamo completamente sottovalutato la biodiversità microbica globale”, afferma Christian Voolstra, professore di genetica dell’adattamento nei sistemi acquatici all’Università di Costanza e coordinatore scientifico della spedizione Tara Pacific. Dice che l’attuale stima della biodiversità (circa cinque milioni di batteri) è sottostimata di circa un fattore 10.
Gli impatti dell’ambiente sull’adattamento evolutivo sono specie-specifici
I 32 arcipelaghi studiati fungono da laboratori naturali e forniscono un’ampia gamma di condizioni ambientali, consentendo di districare le relazioni tra parametri ambientali e genetici su grandi scale spaziali. Ciò ha portato a un’altra scoperta importante: gli effetti che l’ambiente ha sulle traiettorie di adattamento evolutivo dei coralli sono specie-specifici. Per determinarlo, i ricercatori hanno esaminato per la prima volta i telomeri, le estremità dei cromosomi che sono portatori di informazioni genetiche.
Nell’uomo la lunghezza dei telomeri diminuisce durante la vita, cioè con un numero crescente di divisioni cellulari, suggerendo che l’età biologica è strettamente legata alla lunghezza dei telomeri. I ricercatori della spedizione Tara Pacific hanno ora scoperto che i telomeri in coralli molto resistenti allo stress hanno sempre la stessa lunghezza. “Apparentemente hanno un meccanismo per preservare la lunghezza dei loro telomeri”, conclude Voolstra. In una specie di corallo più sensibile allo stress, che ha anche una vita più breve di circa cento anni, la lunghezza dei telomeri è allineata allo stress ambientale, come le fluttuazioni di temperatura. “Un’impronta diretta dei livelli di stress ambientale sulla resilienza dell’organismo può anche avere implicazioni per la salute umana”, afferma Voolstra.
I geni importanti sono duplicati
I dati della ricerca della spedizione Tara Pacific hanno portato alla luce che la lunga vita di alcune specie di corallo potrebbe avere un’altra ragione: la duplicazione di alcuni geni. Molti geni importanti sono presenti più volte nel genoma. I ricercatori sono stati in grado di determinarlo attraverso il sequenziamento dei genomi dei coralli utilizzando una nuova tecnica ad alta risoluzione. Questa tecnica chiamata long-read sequencing permette non solo di determinare l’insieme dei geni presenti, ma anche di osservarne l’ordine nel genoma. Secondo Voolstra, la presenza pervasiva della duplicazione genica potrebbe essere una possibile spiegazione del motivo per cui i coralli possono vivere per migliaia di anni nonostante siano esposti, ad esempio, a radiazioni UV estreme in acque poco profonde.
La spedizione Tara Pacific, che prende il nome dalla nave da ricerca, fornirà materiale per analisi su larga scala della diversità dell’ecosistema della barriera corallina per gli anni a venire. Ciò che rende unico il programma è anche che i campioni sono stati raccolti da più località e per diversi anni. I ricercatori hanno esaminato i coralli in ciascun sito in modo identico, il che rende i risultati del tutto comparabili.
L’intera raccolta di dati è liberamente accessibile
Tutti i set di dati sono apertamente accessibili e completamente descritti con misurazioni fisiche e chimiche di accompagnamento per fornirli come risorsa scientifica a tutti i ricercatori. “Questo è unico”, dice Voolstra. “È la più grande raccolta di set di dati sulle barriere coralline mai raccolta ed è completamente ad accesso aperto”. L’aspirazione è che questa raccolta di dati serva da base e da inventario per guidare lo studio futuro delle barriere coralline in tutto il mondo per molti anni.
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com
