Pensiamo alle barriere coralline come a un ecosistema diverso, ma ogni corallo è un intero e complesso micromondo di organismi impercettibili ai nostri occhi. Floriaan Devloo-Delva, Autore fornito

Hai mai avuto la sensazione di avere qualcosa in comune con una barriera corallina? Bene, lo fai. Sia gli esseri umani che i coralli si affidano ai microrganismi per funzionare normalmente.

In tutte le specie, i microbiomi - le comunità di microrganismi che vivono con noi - supportano gli ecosistemi riciclando i nutrienti, fissando l'azoto e abbattendo i detriti.

Nell'intestino umano, il nostro microbioma aiuta a estrarre i nutrienti dal cibo ingerito, oltre a influenzare il sistema immunitario. Stiamo anche iniziando a capire in che modo questo ecosistema interno può influenzare il nostro Fisico ed salute mentale.

Anche i coralli sono influenzati dal loro microbioma. Come l'intestino umano, si pensa che il microbioma contribuisca al successo dei coralli e delle barriere coralline attraverso ruoli nella nutrizione, nel ciclo dei nutrienti e nella protezione dalle malattie.

Tuttavia, rispetto al microbioma umano, i processi con cui le popolazioni batteriche del corallo influenzano la salute e il funzionamento di questi importanti ecosistemi non sono ben noti. Alcuni di questi batteri potrebbero essere la fonte di nuovi farmaci umani o aiutarci a capire come lo sbiancamento colpisce i coralli.

Una grande sfida è la pura complessità dei microbiomi corallini. Ciò rende difficile identificare i batteri che giocano questi ruoli importanti o decifrare il loro modo di interagire con il corallo.

Un micromondo sottomarino inesplorato

I coralli ospitano un microbioma comprendente centinaia di migliaia di microrganismi (batteri, virus, archaea e funghi) organizzati su una microscala impercettibile per l'occhio umano. Una colonia di coralli offre molti spazi diversi in cui i microbi possono vivere. Questa schiera di microhabitat aiuta a rendere i coralli uno dei tanti gli ecosistemi più diversi al mondo.

Una specie di corallo può ospitare più di 100,000 diversi batteri e un grammo di corallo può ospitare più di batteri 30,000 di migliaia di tipi diversi. Il numero e il tipo di queste comunità batteriche possono variare tra le colonie, le specie e le barriere coralline.

Queste comunità cambiano anche quando i coralli sono stressati, come quando sperimentano cambiamenti nelle condizioni ambientali, diventano malati o affrontano la concorrenza delle alghe per lo spazio. Ma queste relazioni sono complesse, quindi come possiamo capire cosa sta succedendo?

Microbi per ogni scopo

Come nel caso di un microbioma umano, lo studio dei batteri corallini implica innanzitutto la raccolta di campioni (pur richiedendo subacquei anziché tamponi) per raccogliere il DNA. I genomi batterici vengono quindi sequenziati e le sequenze di DNA confrontate con database di sequenze da batteri noti. Questo confronto ci ha permesso di classificare i microbi.

Attraverso queste analisi, è stato possibile identificare i batteri presenti nelle diverse fasi della vita dei coralli. Questi includono specie coinvolte nel ciclismo azoto ed zolfoe batteri rari che potrebbe svolgere un ruolo nel trasporto di sostanze nutritive dalle alghe fotosintetiche che vivono all'interno dei coralli (note come zooxantelle).

Abbiamo anche identificato le specie batteriche che producono composti antimicrobici e antibatterici, che aiutano a prevenire le malattie e la crescita eccessiva del corallo immobile.

Tuttavia, migliaia di sequenze di DNA batterico non corrispondono a nulla nei database attuali. Questi batteri anonimi non sono stati segnalati in nessun altro ecosistema e potrebbero essere completamente nuove specie batteriche.

Nuove medicine

La diversità del microbioma corallo non è solo affascinante, ma offre anche la prospettiva allettante di nuove medicine e nuovi composti biologicamente attivi.

Ad esempio, abbiamo urgentemente bisogno di nuovi antibiotici per combattere il accelerazione rapida della resistenza. Quasi tutti i nostri attuali antibiotici sono stati prima isolati dai batteri. È importante sottolineare che nessun antibiotico clinicamente utile con un meccanismo completamente nuovo per combattere l'infezione è stato scoperto dagli 1980.

Nuove specie batteriche offrono risorse non sfruttate per la scoperta di nuovi antibiotici, così come altri prodotti bioattivi, se possono essere coltivati ​​con successo. Coltivare i batteri dei coralli è una grande sfida, ma è anche un'opportunità per capire i composti antimicrobici che esistono in natura.

Coltivare questi batteri potrebbe anche arricchire risorse come la Griffith University natura Bank, che raccoglie campioni biologici e li condivide con ricercatori in cerca di nuovi farmaci in tutto il mondo.

I miei canarini e aiutanti invisibili

È chiaro che abbiamo solo graffiato la superficie del complesso ecosistema delle barriere coralline e dei loro microbiomi inesplorati. Stiamo continuamente imparando come sono diversi i sistemi corallini e valutando quanto restano unici e inesplorati.

I progressi nelle tecnologie del DNA ci stanno consentendo di esplorare sempre più dimensioni, ma un percorso lungo ed eccitante è ancora davanti. L'analisi continua delle barriere coralline e dei microbiomi corallini è importante per comprendere l'ecologia e la biologia dei coralli e delle barriere coralline - e in modo cruciale come questi stanno cambiando, in particolare in risposta a eventi esterni come candeggio e inquinamento costiero.

La conservazione delle risorse non sfruttate e inesplorate è anche di vitale importanza per la scoperta futura di composti antibatterici nuovi e migliorati.

Riguardo agli Autori

Alejandra Hernandez, candidata al dottorato di ricerca, ARC Center of Excellence for Coral Reef Studies

James Cook University; Roisin McMahon, Senior Research Officer, Institute for Molecular Bioscience, L'Università del Queensland

Tracy Ainsworth, Research Fellow, ARC Centro di eccellenza per studi sulla barriera corallina, James Cook University

Questo articolo è stato pubblicato in origine The Conversation. Leggi il articolo originale.

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