Zooxanthellae geneticamente modificate potrebbero salvare le barriere coralline

I ricercatori stanno creando una “super-alga” per proteggere i coralli del mondo dallo sbiancamento.

Tramite la ricerca “Engineering Strategies to Decode and Enhance the Genomes of Coral Symbionts” pubblicata su Frontiers in Microbiology, dal dottor Rachel Levin, ricercatore presso l’Università del Nuovo Galles del Sud, Australia, e dal suo team internazionale di ricercatori, è stato trovato un modo per ridurre lo sbiancamento dei coralli mediante l’ingegnerizzazione genetica delle microalghe simbionti che si trovano dentro di esse, aumentando così la loro tolleranza al riscaldamento medio dell’oceano.

Cambiamenti climatici

Le soluzioni ai cambiamenti climatici, e in particolare ai suoi effetti sull’oceano, sono necessarie più che mai. Lo sbiancamento dei coralli causato dai cambiamenti climatici costituisce un’enorme minaccia per le barriere coralline. Gli ultimi eventi estremi di sbiancamento hanno già ucciso coralli in tutto il mondo e se non si intraprendono azioni immediate alla loro salvaguardia, si prospetta la perdita permanente delle barriere coralline entro questo secolo.

Tuttavia, l’ingegnerizzazione genetica di un gruppo di microalghe trovate nei coralli può aumentare la loro tolleranza allo stress causato dal riscaldamento medio degli oceani e salvare le barriere coralline.

Le barriere coralline

Le barriere coralline sono il nostro habitat marino più diversificato. Forniscono ogni anno oltre 30 miliardi di dollari all’economia mondiale e sostengono direttamente oltre 500 milioni di persone. Secondo una stima elencata dall’International Coral Reef Initiative, le barriere coralline del mondo offrono un vantaggio totale netto di 29,8 miliardi di dollari. Il turismo e la ricreazione rappresentano 9,6 miliardi di dollari di questo importo, la protezione costiera 9,0 miliardi di dollari, la pesca 5,7 miliardi di dollari e la biodiversità 5,5 miliardi di dollari. Tuttavia, sono vulnerabili con i modelli di impatto del cambiamento climatico che prevedono che la maggior parte delle nostre barriere coralline saranno sradicate entro questo secolo se non agiamo immediatamente per proteggerle.

La ricerca

Il Dr Rachel Levin dell’Università del Nuovo Galles del Sud, Australia e il suo team internazionale di ricercatori hanno trovato una soluzione per ridurre lo sbiancamento dei coralli mediante la genetica ingegnerizzazione delle micro-alghe trovate nei coralli, aumentando la loro tolleranza allo stress al riscaldamento degli oceani.

Queste microalghe sono chiamate Symbiodinium, un genere di produttori primari che si trovano nei coralli e che sono essenziali per la salute delle barriere coralline e quindi critiche per la produttività oceanica.  Queste alghe utilizzano energia dal sole per la fotosintesi e la produzione di molecole che alimentano i coralli, necessarie per crescere e formare lo scheletro. A loro volta, i coralli offrono una casa sicura per le alghe.

Lo sbiancamento dei coralli

Lo sbiancamento dei coralli è causato in parte dai cambiamenti nelle temperature medie dell’oceano, che danneggiano il Symbiodinium, portando i coralli a perdere il loro simbionte  e quindi di conseguenza al loro “fornitore di nutrienti”. Mentre i coralli lievemente sbiancati possono recuperare se la temperatura scende e le alghe ritornano, i coralli gravemente sbiancati muoiono.

Symbiodinium

Diverse specie di Symbiodinium hanno una grande variabilità genetica e tolleranze termiche diverse che hanno effetto sulla resistenza allo sbiancamento dei coralli. Nella ricerca pubblicata in Frontiers in Microbiology, i ricercatori utilizzano i dati sequenziali di Symbiodinium per progettare strategie di ingegneria genetica per migliorare la tolleranza allo stress di Symbiodinium, che può ridurre lo sbiancamento dei coralli a causa delle temperature oceaniche in aumento.

“Molto poco si sa circa il Symbiodinium, quindi molte poche informazioni sono disponibili per migliorare gli sforzi di conservazione della barriera corallina. Symbiodinium è un oggetto biologicamente molto insolito, tale da rendere incompatibile metodi di ingegneria genetica ben consolidati. Abbiamo quindi puntato a superare questo ostacolo, conducendo nuove analisi genetiche sul Symbiodinium  per consentire un progresso di ricerca necessario” spiega il dottor Rachel Levin sulle difficoltà di studiare queste microalghe.

Geni che prevengono lo sbiancamento

I ricercatori hanno ora evidenziato i principali geni di Symbiodinium che che potrebbero essere mirati a prevenire lo sbiancamento dei coralli.

“I Simbiodinium che sono stati geneticamente migliorati per mantenere la loro simbiosi con i coralli anche in concomitanza all’aumento medio delle temperature dell’oceano, hanno un grande potenziale per ridurre lo sbiancamento di coralli a livello mondiale“, suggeriscono.

Tuttavia, il dottor Levin fa notare che questa non è una semplice cura miracolosa: “Se gli esperimenti di laboratorio dimostrano con successo che il simbionte geneticamente modificato può impedire lo sbiancamento dei coralli, questi simbionti non saranno immediatamente rilasciati sulle barriere coralline. Gli studi estesi e rigorosi valutano gli impatti potenzialmente negativi e sarebbe assolutamente necessari prima che inizi qualsiasi sperimentazione sul campo basata su questa tecnologia“.

Per progredire, altri ricercatori dovranno contribuire a questa ricerca per promuovere le informazioni attualmente disponibili: “Abbiamo sviluppato il primo schema di ingegneria genetica adattato per essere applicato al Symbiodinium. Ora questo quadro deve essere completo e ottimizzato. Un ordine alto che sarà notevolmente beneficiato dagli sforzi collaborativi“.