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  • Batteri simbionti dei coralli e possibili implicazioni in acquariofilia

    Di Jeremy Gosnell
    Tradotto da reefs.com


    La maggior parte degli acquariofili ha familiarità con il concetto di relazione simbiotica fra corallo e alghe unicellulari (zooxanthelle).
    Queste minuscole alghe sono deputate a provvedere cibo ai coralli che le ospitano in forma di zuccheri che sono prodotti mediante la fotosintesi.
    Gli scienziati hanno scoperto che i coralli hanno altre forme di organismi ugualmente importanti che vivono nei loro tessuti, ovvero diverse specie di batteri.
    Ritengo sia importante discutere di questi simbionti poiché molti acquariofili non ne conoscono l’esistenza e quasi nessuno ne conosce l’importanza e le proporzioni.
    Diversi batteri producono sostanze antibiotiche che aiutano a curare le infezioni del corallo e stabiliscono reti di comunicazione chimica fra di essi, trasformandosi in microscopici guardiani e divenendo letteralmente il sistema immunitario dei coralli.
    Poiché stiamo solo iniziando a comprendere l’importanza dei microbi nell’ecosistema marino, è assolutamente vitale comprendere quanto questi microrganismi siano cruciali per la vita e la prosperità dei coralli.



    Fig. 1: Alghe simbionti (sfere color ambra) all'interno di un polipo corallino.


    La relazione fra coralli e batteri

    All’interno del MOTE, ovvero dell’acquario e del laboratorio marino di Sarasota in Florida, i ricercatori stanno tentando di comprendere come coralli e microbi possano interagire.
    Per prima cosa hanno mappato le comunità batteriche presenti in diverse specie di coralli sani e in cattive condizioni, con l’obiettivo di capire che ruolo giocano tali comunità nello stato di salute dei coralli e che benefici possano apportare ad essi in termini di resistenza complessiva alle infezioni e di produzione di antibiotici.
    I ricercatori hanno prestato particolare attenzione alle relazioni simbiotiche tese alla produzione di antibiotici e di altre sostanze benefiche per i coralli ed hanno scoperto che i microbi comunicano letteralmente con i coralli ospiti, facendo in modo da far avvenire dei processi biochimici sulla superficie esterna dei coralli.
    Tale relazione mutualistica ha luogo fra batteri, microalghe fotosintetiche (zooxanthelle) e i coralli; esiste un vero e proprio network di comunicazioni e protezione reciproca esteso ad una moltitudine di organismi, incluso il corallo ospite.
    I ricercatori hanno appreso che il corallo offre ospitalità a specifici microbi che modificano la potenza dei patogeni all’aumentare della temperatura; le mcroalghe Symbiodinium sp. contenute nei tessuti corallini ospitano a loro volta vaste colonie di Roseobatteri, che sono responsabili dell’accelerazione del rateo di crescita delle zooxanthelle e che al contempo producono sostanze che aiutano l’attecchimento delle larve di corallo al substrato in occasione della riproduzione sessuata.
    I batteri aiutano letteralmente ad accelerare la crescita dei coralli e allo stesso tempo facilitano l’attecchimento delle larve in condizioni ottimali.
    Una specie di batteri produce un agente genetico (gene transfer agent o GTA) che facilita un rapido acclimatamento dell’animale ospite al variare delle condizioni ambientali.
    Questo significa che i batteri possono aiutare le neonate larve coralline ad acquisire i geni richiesti per adattarsi ai mutamenti climatici o ad acclimatarsi in nuove condizioni ambientali rispetto a quelle in cui sono state originate.
    Il MOTE, insieme al dipartimento di scienza marina dell’University of South Florida hanno completato la sequenziazione dei geni di alcuni di questi batteri altamente benefici per i coralli.
    Attualmente i ricercatori stanno studiando i biofilms creati da questi roseobatteri, per capire se essi possano essere utilizzati per ripristinare tratti di barriera deteriorati dai cambiamenti climatici e preparare una nuova generazione di coralli in grado di prosperare in mutate condizioni climatiche e oceaniche.



    Fig. 2: Funzioni svolte dai simbionti a favore dell'ospite



    Fig. 3: Le interrelazioni fra le condizioni ambientali e le diverse tipologie di simbionti possono aiutare l'ospite ad adattarsi meglio e più velocemente ai cambiamenti esterni.
    A loro volta, la composizione e la consistenza delle comunità microbiche simbionti sono pesantemente influenzate dai fattori esterni.



    Applicazioni in acquariofilia

    L’acquariofilo mantiene con scrupolo determinati parametri fisico-chimici per assicurare la salute dei coralli che detiene, inclusi I dosaggi di specifiche sostanze per aumentare la crescita degli animali.
    Viene inoltre limitata la concentrazione di nutrienti per cercare di ottenere una crescita bilanciata delle alghe simbionti all’interno del tessuto corallino.
    Sebbene queste pratiche consolidate aiutino a mantenere l’acquario di barriera in buona salute, spesso non poniamo sufficiente attenzione alla complessa rete in interrelazioni fra alghe simbionti, batteri e animali ospiti, poiché nella maggior parte dei casi non ne conosciamo nemmeno l’esistenza.
    Se ci soffermiamo a pensare che i biofilm batterici forniscono una barriera antibiotica e rilasciano composti chimici che stimolano la crescita dei coralli, possiamo immaginare un’intera, nuova metodologia per la conduzione delle vasche di barriera.
    Poiché gli studiosi sono riusciti a mappare il genoma di questi batteri, potremmo coltivarne su larga scala in modo che producano specifici vantaggi per le specie coralline di nostro interesse.
    Immaginate un additivo in grado di migliorare in un colpo solo la colorazione, lo stato di salute, la crescita di un corallo e di difenderlo in caso di infezione; tutto ciò farebbe sembrare l’intera nostra metodologia di conduzione rudimentale.
    Coralli che tirano, che sbiancano, che mancano di crescita o mostrano segni di necrosi tissutale sono spesso immersi in soluzioni che indiscriminatamente uccidono i patogeni.
    In alcuni casi si legge di acquariofili che utilizzano pesticidi e disinfettanti come il Levamisolo o il Bayer Advanced o il Betadine per liberarsi di infezioni e parassitosi.
    La ragione per cui così tanti acquariofili si trovano di fronte alla situazione “o la va o la spacca” con alcuni animali di specie particolari non dipende da un’abbondanza di batteri patogeni, ma dal fatto che è stata persa la giusta composizione delle diverse popolazioni batteriche.
    Se gli acquariofili avessero accesso alle informazioni che li mettessero in grado di capire la simbiosi fra coralli e microbi e di ricrearla in acquario, probabilmente verrebbero vinte numerose e misteriose sfide dell’attuale acquariofilia di barriera.
    A quanto pare, un nuovo e vasto orizzonte sta per schiudersi grazie alle creature più antiche del nostro pianeta.