Il tesoro in termini di biodiversità custodito dalle barriere coralline è stato svelato dalla vastissima mappa dei microrganismi che vi abitano, così tanti da avvicinarsi per diversità a quelli raccolti finora in tutto il globo. Lo ha scoperto la più grande indagine mai fatta in questo campo, che ha permesso la pubblicazione, su diverse riviste, di ben otto studi guidati dalle Università francesi della Sorbona e della Costa Azzurra, dal Centro francese per il sequenziamento genetico e dalla Rice University americana. I risultati, pubblicati su Nature Communications e utilizzando i dati raccolti dalla Tara Pacific Expedition durante il suo viaggio più di due anni, rappresentano la più grande indagine sulla diversità microbioma della barriera corallina fino ad oggi, e suggeriscono che il numero globale di microrganismi potrebbe essere stato significativamente sottovalutato.
La mappa aiuterà a proteggere questi ecosistemi unici, particolarmente minacciati dalla crisi climatica, poiché i loro microscopici abitanti sono essenziali per mantenerli in salute. La diversità del microbioma della barriera corallina del Pacifico – microrganismi che aiutano a guidare e mantenere la produttività e la biodiversità della barriera corallina – può avvicinarsi all’attuale diversità totale stimata dei microrganismi sulla Terra secondo nuove ricerche.
Gli ecosistemi delle barriere coralline
Le barriere coralline sono tra gli ecosistemi più diversi sulla Terra e supportano il 30% della diversità marina, inclusi milioni di organismi multicellulari e microrganismi associati. Questi microrganismi sono un forte indicatore della salute della barriera corallina, tuttavia l’estensione della biodiversità della barriera corallina è inesplorata a livello oceanico. Inoltre, vi è una preoccupazione generale per il futuro delle barriere coralline a causa del declino della copertura corallina come conseguenza del cambiamento climatico.
Pierre Galand e colleghi hanno raccolto un totale di 5.392 campioni da tre specie di corallo (Millepora platyphylla o corallo di fuoco, Porites lobata o corallo lobo, e Pocillopora meandrina o corallo cavolfiore), due specie di pesci (Acanthurus triostegus o convict tang e Zanclus cornutus o idol moresco), e plancton in 99 diversi reef da 32 sistemi insulari nel Pacifico tra il 2016 e il 2018. Questi campioni sono stati ordinati per determinare la composizione del microbioma della barriera e mappati per registrare la distribuzione geografica.
L’Earth Microbiome Project
Gli autori dello studio hanno anche misurato la temperatura, la salinità e altre caratteristiche ambientali dell’acqua in ogni sito di campionamento. Gli esperti riferiscono che i loro campioni includono 2,87 miliardi di sequenze genetiche, che è circa il 25% in più rispetto ai 2,2 miliardi di campioni precedentemente riportati dal Earth Microbiome Project (un progetto globale di mappatura della diversità microbiomica).
Nel primo studio pubblicato su Nature Communications, i ricercatori guidati da Pierre Galand della Sorbona hanno raccolto 5.392 campioni da tre specie di coralli diverse. La raccolta è stata fatta in 99 diverse barriere coralline di 32 sistemi di isole nel Pacifico tra il 2016 e il 2018, nell’ambito della spedizione della goletta Tara. I campioni hanno rivelato 2,87 miliardi di sequenze genetiche diverse, circa il 25% in più rispetto ai 2,2 miliardi di sequenze riportate dall’Earth Microbiome Project, il progetto globale di mappatura della diversità del microbioma.
La risposta di adattamento ai cambiamenti climatici
Il secondo dei due studi principali, guidato da Alice Rouan dell’Università della Costa Azzurra e pubblicato sulla stessa rivista, ha invece analizzato la relazione tra i cambiamenti nella temperatura dell’acqua e la lunghezza delle estremità dei cromosomi, i cosiddetti telomeri, che costituisce un marcatore dello stato di salute e dell’invecchiamento. Mentre il primo dei due coralli studiati si è dimostrato più colpito dalle variazioni stagionali delle temperature, l’altro ha mostrato livelli elevati di stress solo in caso di ondate di calore o di periodi particolarmente freddi. Queste informazioni sono preziose, perché suggeriscono che coralli diversi rispondono in maniera diversa ai cambiamenti climatici.
Nel complesso, il plancton ha mostrato la maggiore diversità microbiomica. Il corallo Blade Fire aveva il microbioma più vario tra le specie di corallo, mentre i microbiomi degli idoli moreschi erano più diversi di quelli dei detenuti. Gli autori riferiscono che il microbioma dei coralli non ha seguito il modello previsto di maggiore diversità nel Pacifico occidentale, che ospita una maggiore varietà di specie di corallo rispetto al Pacifico orientale. Non c’era inoltre correlazione significativa fra la temperatura dell’acqua di mare e la diversità del microbioma.
Il corallo Pocillopora e i coralli Porites
Un secondo articolo di Alice Rouan, Eric Gilson e colleghi, pubblicato anch’esso su Nature Communications, ha indagato la relazione tra i cambiamenti di temperatura dell’acqua e la lunghezza del DNA telomerico (un indicatore sensibile all’ambiente della salute e dell’invecchiamento) in due tipi di coralli che costruiscono barriere coralline. Gli autori riferiscono che la variazione di temperatura stagionale ha influenzato la lunghezza dei telomeri nei tipi di corallo pietroso (Pocillopora) di breve durata e sensibili allo stress, mentre i tipi di coralli pietrosi più longevi e robusti (Porites) sono stati colpiti da ondate di calore insolite e periodi freddi piuttosto che variazione stagionale. Ciò suggerisce che i telomeri di alcuni coralli possono rispondere in modo diverso agli effetti del cambiamento climatico.
Altri due articoli pubblicati su Scientific Data, di Fabien Lombard e colleghi e Caroline Belser e colleghi rispettivamente, descrivono la metodologia di campionamento Tara Pacific e il quadro di generazione dei dati. Insieme, questi documenti forniscono approfondimenti sulla salute e la biodiversità delle barriere coralline attraverso l’Oceano Pacifico.
A livello dell’intero bacino del Pacifico, la variazione naturale nella costruzione della barriera corallina corallo TL è stato meglio spiegata attraverso modelli differenziali di climi termici tra i generi di corallo con tratti vita-storia distinti. Nessun simile studio integrato e olistico che confronta le differenze biologiche tra gli organismi affini ad alta risoluzione e la grande scala ecologica è stato tentato prima, rendendo questo studio unico nel suo genere. Inoltre, questo rappresenta il primo lavoro sul campo degli effetti delle variazioni termiche negli invertebrati acquatici.
