Adattamento Calore Barriere Coralline
Le barriere coralline nell’ecosistema marino sostengono una vasta diversità di vita marina.
Esse offrono risorse alimentari e protezione a circa un miliardo di persone e rappresentino una fonte di bellezza naturale.
Tuttavia, queste barriere sono in pericolo di estinzione: negli ultimi vent’anni, circa la metà dei coralli è stata distrutta a causa del riscaldamento delle temperature marine e di altri fattori.
Questo riscaldamento disturba il delicato equilibrio tra i coralli e le alghe simbionti che vivono nelle loro cellule, chiamate dinoflagellati, fondamentali per il nutrimento dei coralli.
Quando la temperatura dell’acqua aumenta troppo, i coralli espellono questi dinoflagellati in un processo noto come sbiancamento, che porta alla morte dei coralli se non riescono ad accogliere nuove alghe più resistenti.
La ricercatrice Rachel Bay e i suoi colleghi durante le loro ricerche nelle Samoa Americane, hanno notato che i coralli esposti a temperature più elevate durante la bassa marea sembravano sviluppare una resistenza maggiore allo sbiancamento.
Test in laboratorio hanno confermato che i coralli provenienti da vasche più calde erano effettivamente più resistenti.
Inoltre, quando questi coralli sono stati reimpiantati in natura, hanno mantenuto la loro resistenza in ambienti con diverse temperature.
I ricercatori hanno proposto due possibili spiegazioni per questa resistenza: una genetica, in cui i coralli delle vasche più calde possiedono geni che li rendono più resistenti al calore, ed una epigenetica, in cui tutti i coralli hanno lo stesso patrimonio genetico, ma possono adattarsi all’ambiente modificando l’espressione di specifici geni.
Comprendere i meccanismi che permettono ai coralli di resistere al calore potrebbe portare allo sviluppo di strategie per mitigare la perdita dei coralli dovuta ai cambiamenti climatici.
- L’esperimento
La ricercatrice Rachel Bay e colleghi spostarono alcuni coralli da vasche calde e fredde marine all’interno del loro laboratorio, sottoponendoli, poi, a cicli di stress da calore che simulavano le condizioni che si verificavano nelle vasche calde in laguna.
Lo scopo finale consisteva nel valutare lo sbiancamento dei coralli, cioè l’espulsione dei simbionti fotosintetici (dinoflagellati) dal corpo dei coralli.
Lo stress da calore causa sbiancamento; tuttavia, fu osservato che i coralli provenienti dalle vasche calde sono meno sensibili allo sbiancamento in condizioni di calore rispetto a quelli provenienti dalle vasche fredde.
- Metodo e Risultati
I coralli vengono spostati dalle vasche calde e fredde in laguna, negli acquari del laboratorio a una temperatura controllata.
Successivamente, i coralli sono sottoposti a stress da calore, simulando il ciclo giornaliero delle variazioni di temperatura che si verificano nelle vasche calde in laguna.
Infine, si procede con la misurazione dello sbiancamento dei coralli, ossia il rapporto tra la clorofilla nei coralli esposti a stress da calore e la clorofilla di quelli non sottoposti a stress da calore.
il pigmento fotosintetico è presente nei simbionti dei coralli ossia le alghe appartenenti alla famiglia dei dinoflagellati.
Un rapporto minore di 1 indica un maggior sbiancamento nei coralli sottoposti a stress da calore rispetto a quelli non sottoposti a stress (coralli di controllo).
I risultati mostrano che i coralli, provenienti sia dalle vasche calde sia dalle vasche fredde, mostrarono un maggiore sbiancamento sotto stress da calore rispetto a quelli di controllo.
Tuttavia, I coralli provenienti dalle vasche fredde mostrarono livelli medi di sbiancamento più alti di quelli dei coralli provenienti dalle vasche calde.
- Adattamento genetico o acclimatazione fisiologica?
Le ricerche condotte dal team di Rachel indicano che l’aumento delle temperature marine provoca lo sbiancamento dei coralli, ovvero la perdita dei loro dinoflagellati fotosintetici.
I coralli provenienti dalle vasche calde mostrarono di risentire meno dello stress da calore rispetto a quelli provenienti dalle vasche fredde, anche se entrambe le popolazioni mostrarono un incremento dello sbiancamento per stress da calore.
La differenza tra le due popolazioni può essere spiegata da un adattamento genetico al calore nelle popolazioni provenienti dalle vasche calde, oppure da un’acclimatazione fisiologica di alcuni coralli, oppure da una combinazione di entrambi i fenomeni.
Se il riscaldamento globale rallentasse, ci sarebbe tempo per i processi evolutivi che favorirebbero la selezione naturale di coralli geneticamente più tolleranti alle alte temperature, migliorando così le loro possibilità di sopravvivenza.
La simbiosi tra coralli e dinoflagellati è cruciale: i coralli offrono un ambiente di crescita ai dinoflagellati, che in cambio producono nutrimento per i coralli.
Lo sbiancamento interrompe questa relazione mutualistica, mettendo a rischio la vita dei coralli.
Studi ulteriori dovrebbero esplorare la variabilità genetica e l’acclimatazione dei dinoflagellati, poiché questi organismi variano in resistenza al calore.
La ricerca futura potrebbe identificare geni che conferiscono una maggiore tolleranza termica ai dinoflagellati, potenzialmente trasferibili ad altre specie di dinoflagellati o direttamente ai coralli, per migliorare la loro capacità di resistere alle temperature elevate.
- Cosa sta uccidendo i nostri coralli?
| FONTI – Palumbi S.R., Barshis DL Taylor-Knowles N. and Bay R.A. 2014. Mechanisms of reef corals resistance to future climate change. Science 344 895-898. – Life: The Science of Biology © 2017 by Oxford University Press tradotto in Italia da Zanichelli editore S.p.a. |
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