Non stiamo scherzando, è quello che hanno scoperto per la prima volta degli scienziati giapponesi, cellule di corallo che si mangiano le alghe simbionti.
Le piccole alghe simbionti, le zooxanthellae, sono state inghiottite da cellule coltivate di Acropora tenuis, secondo quanto riportato dagli scienziati sulla rivista Frontiers in Marine Science. Noi sappiamo benissimo quanto le zooxanthellae siano necessarie alla vita del corallo, a causa del rapporto simbiotico fra di loro. Il corallo fornisce lo scheletro e le basi necessarie per la fotosintesi, mentre le alghe scambiano con il corallo i nutrienti che loro riescono a sintetizzare. Le zooxanthellae sono, in pratica, dei dinoflagellati, per quanto questa parola ci possa far paura.
Tuttavia, negli ultimi decenni, questa relazione essenziale è stata messa a dura prova. Spinte dall’inquinamento, dall’acidificazione e dall’innalzamento delle temperature oceaniche, le cellule di corallo stressate stanno espellendo le proprie zooxanthellae in eventi di sbiancamento di massa, provocando enormi distese di barriere coralline sbiancate.
I coralli duri della famiglia delle Acropore, uno dei tipi di corallo più belli e comuni, che si trovano all’interno delle barriere coralline tropicali e subtropicali, sono particolarmente sensibili a questi eventi di sbiancamento, come sappiamo bene dall’esperienza che osserviamo tutti i giorni in acquario. Dal punto di vista biologico, estremamente importante in Natura, i coralli a crescita rapida depositano uno scheletro di carbonato di calcio e quindi svolgono un ruolo chiave nella costruzione delle barriere coralline.
“Per la conservazione della barriera corallina, è fondamentale per noi comprendere appieno la partnership tra il corallo duro e le alghe che vivono all’interno di questi animali, a livello di una singola cellula“, ha spiegato il primo professore Kaz Kawamura dell’Università di Kochi. “Ma fino a poco tempo fa, questo era molto difficile da raggiungere“.
Le cellule di corallo sono notoriamente difficili da coltivare, quindi in precedenza gli scienziati dovevano fare affidamento su sistemi sperimentali di altre creature marine strettamente correlate, come gli anemoni di mare, per studiare il meccanismo di come i dinoflagellati entrino ed escano dalle cellule.
Questo però fino all’aprile del 2021 quando il team di ricerca ha fatto un grande salto in avanti, riportando in Marine Biotechnology di aver coltivato con successo diverse linee cellulari da larve del corallo duro, Acropora tenuis, su piastre di Petri.
Per questo studio, gli scienziati si sono concentrati su una linea cellulare di corallo di una Acropora tenuis chiamata IVB5. Molte delle cellule di questa linea hanno proprietà simili alle cellule endodermiche, in termini di forma, comportamento eD attività genica. È importante sottolineare che in interi organismi corallini sono le cellule endodermiche che inghiottono le alghe.
Gli scienziati hanno aggiunto il dinoflagellato, Breviolum minutum, in una capsula di Petri contenente le cellule di corallo IVB5. Circa il 40% delle cellule di corallo nella coltura ha formato rapidamente lunghe proiezioni simili a dita che si sono protese per entrare in contatto con i dinoflagellati. Le alghe sono state poi “inghiottite”, in un processo che durava circa 30 minuti.
“È stato fantastico da vedere, era quasi un sogno!” ha detto il prof. Satoh.
Nei due giorni successivi, le alghe all’interno della cellula sono state scomposte in frammenti o sono state racchiuse con successo in sacche legate alla membrana, chiamate vacuoli, all’interno delle cellule. Per i ricercatori, questo suggerisce come la relazione sia iniziata millenni fa.
“Può darsi che in origine gli antenati del corallo abbiano inghiottito queste alghe e le abbiano scomposte per il cibo. Ma poi, nel tempo, si sono evoluti per utilizzare invece le alghe per la fotosintesi“, ha suggerito il co-autore, il dott. Satoko Sekida dell’Università di Kochi.
I ricercatori stanno ora utilizzando microscopi elettronici per ottenere immagini più dettagliate di come le cellule di corallo inghiottono i dinoflagellati. Stanno anche lavorando a esperimenti genetici per individuare quali geni dei coralli siano coinvolti. In questa fase, le cellule del corallo che contengono le alghe vivono per circa un mese prima di morire. Nel prossimo futuro, il team spera di ottenere una coltura stabile in cui sia le cellule di corallo che i dinoflagellati possano riprodursi insieme.
“Sarebbe molto eccitante in quanto potremmo porre nuove domande, ad esempio come reagiscono i coralli quando sono sottoposti a stress“, ha affermato il prof. Satoh. “Questo potrebbe darci una comprensione più completa di come si verifica lo sbiancamento e come possiamo mitigarlo“.
Riferimenti
In vitro Symbiosis of Reef-Building Coral Cells With Photosynthetic Dinoflagellates
