Un nuovo studio della Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) e colleghi ha identificato per la prima volta un vasto gruppo conservato di batteri all'interno del soffio delle megattere sane, l'alito umido che le balene spruzzano dai loro sfiatatoi quando espirano. La ricerca pubblicata il 10 ottobre 2017, in mSistemi , una rivista ad accesso aperto dell'American Society for Microbiology.

La scoperta di questo "microbioma" respiratorio condiviso potrebbe fungere da quadro importante per monitorare la salute di questa e di altre specie di balene. Proprio come con gli umani, gli scienziati affermano che gli assemblaggi di microrganismi che vivono dentro e sulle balene, noti come microbiomi, possono svolgere un ruolo cruciale nella loro salute generale, dal mantenimento di un sistema immunitario sano alla lotta contro le malattie.

"Il sistema polmonare è un sito comune per le infezioni batteriche nelle balene, " dice la ricercatrice WHOI Amy Apprill, autore principale dello studio. Il team di ricerca collaborativa comprendeva anche scienziati della National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), Risposta della vita marina SR3, Riabilitazione e ricerca e l'Acquario di Vancouver.

"Vediamo prove di malattie respiratorie frequentemente negli animali bloccati e deceduti, "Apprill aggiunge. "Finora, si sa poco del normale microbioma respiratorio delle balene sane".

Per raccogliere un campione, tradizionalmente i ricercatori usano una piccola barca per seguire la balena. Una volta abbastanza vicino, raccolgono un campione tenendo un lungo palo con una grande capsula di Petri sulla punta, il più vicino possibile allo sfiatatoio. È un approccio efficiente, ma c'è il potenziale per cambiare il comportamento della balena e il livello di stress con l'approccio della barca.

Il team collaborativo voleva un modo meno invadente per raccogliere i dati necessari per valutare la salute delle balene in natura, così si sono rivolti al cielo e ad alcune attrezzature ad alta tecnologia, un su misura, controllato a distanza, esacottero a sei rotori.

Dopo aver raccolto il loro primo campione in Patagonia all'inizio del 2015, Il biologo dell'OMS Michael Moore, Il ricercatore del NOAA John Durban e Holly Fearnbach di SR3 hanno ripetutamente avuto successo nell'usare questa tecnica per campionare i colpi delle megattere al largo di Cape Cod alla fine di quell'anno.

"Stavamo usando il drone per scattare immagini aeree delle balene, in modo da poter valutare le condizioni del corpo, "dice Durban, un coautore del documento. "A causa delle prestazioni di volo stabili del nostro esacottero, abbiamo imparato rapidamente che potevamo volare in modo affidabile attraverso il colpo di balena senza disturbare gli animali".

Una volta che la balena è visibile nell'inquadratura della telecamera montata sul fondo dell'esacottero, vengono scattate immagini aeree ad alta risoluzione per un'analisi successiva delle condizioni del corpo e della salute generale.

Con l'aiuto delle indicazioni di posizionamento specifiche di Fearnbach, che vengono chiamati a un ritmo rapido che potrebbe rivaleggiare con quello di un banditore veterano, Durban pilota l'esacottero diversi piedi sopra lo sfiatatoio. Alcuni dei colpi atterrano su una capsula di Petri sterilizzata che è attaccata alla parte superiore del drone.

"Le balene sembrano non sapere che l'aereo è lì, "dice Moore, un coautore del documento. "Vogliamo studiare la salute delle balene, ma non influenzare il loro comportamento. Il drone ci aiuta a fare proprio questo".

Sono stati raccolti campioni di colpi da due diverse popolazioni di megattere:17 da balene nelle acque costiere al largo di Cape Cod, ma. e nove dalle balene nelle acque intorno all'isola di Vancouver, Canada. Il team ha quindi sequenziato il materiale genetico trovato nei campioni di colpi per determinare quali tipi di microrganismi vivono nel tratto respiratorio di una balena.

"Siamo rimasti sorpresi di trovare un microbioma che sembrava molto diverso dall'acqua di mare, "Apprill dice. "Questo è davvero eccitante perché dimostra che stiamo ottenendo un chiaro segnale di un microbioma proveniente dall'animale".

La collega di laboratorio Apprill e WHOI Carolyn Miller ha identificato 25 gruppi batterici presenti in tutti i campioni di balena:un microbioma conservato o "core".

"Questo suggerisce fortemente che, indipendentemente da dove vive l'animale, o anche la loro età o sesso, hanno un microbioma comune, "Dice Appril.

All'interno del nucleo di 25 specie microbiche, i ricercatori hanno trovato 20 sequenze simili a microbi associati ad altri mammiferi marini. Le caratteristiche più condivise sono state trovate in un set di dati sul microbioma proveniente dagli sfiati dei delfini tursiopi, che è anche il set di dati più comparabile disponibile in questo momento.

Prossimo, i ricercatori preleveranno campioni da balene con cattive condizioni corporee, possibilmente indicativo di malattia, confrontare i microbi trovati nel loro colpo a quello delle balene sane. Vorrebbero anche espandere lo sforzo di sequenziamento per includere virus e funghi, poiché questo studio si è concentrato esclusivamente su batteri e archaea, microrganismi unicellulari simili ai batteri.

"Da questo studio, abbiamo una buona idea di cosa sia normale, sembra un microbioma di balena sano. Ora dobbiamo capire che aspetto ha il microbioma di una balena malata, " Apprill dice. "Questo confronto è fondamentale per il monitoraggio della salute e il rilevamento delle malattie".

Potrebbe anche rivelarsi cruciale per la sopravvivenza di queste balene in via di estinzione. L'ultimo anno è stato particolarmente difficile sia per le megattere che per le balene franche del Nord Atlantico. Negli ultimi 19 mesi, almeno 53 megattere sono morte lungo la costa atlantica, spingendo il NOAA a dichiarare un "evento di mortalità insolito".

Un insolito evento di mortalità è stato dichiarato anche per la balena franca nordatlantica. Almeno 15 balene franche del Nord Atlantico sono morte da metà aprile su una popolazione che ora è inferiore a 450.

Più della metà dei giusti muoiono in collisioni con navi o rimanendo impigliati negli attrezzi da pesca. Inoltre, il cambiamento climatico e il riscaldamento degli oceani potrebbero ridurre e spostare la posizione della loro principale fonte di cibo, piccoli crostacei chiamati copepodi, lasciando alcune balene franche denutrite e meno in grado di riprodursi.

"Ci sono pochissimi modi per raccogliere dati utili da grandi balene vive in mare, " Aggiunge Moore. "Questo strumento ha il potenziale per ampliare la nostra prospettiva sulla salute delle grandi balene".