I biologi marini di Stanford hanno scoperto che i coralli attivano un gruppo specifico di antichi, geni difensivi quando esposti a condizioni ambientali stressanti. Questi geni indotti dallo stress potrebbero servire come una sorta di segnale di avvertimento per gli eventi di sbiancamento dei coralli.

Nello studio, i ricercatori hanno monitorato tre colonie di coralli in una laguna sull'isola di Ofu, Samoa americane, per la loro risposta a fattori di stress come le alte temperature, ossigeno, e l'acidità dell'oceano. Nei giorni più caldi, i ricercatori hanno visto un cambiamento significativo nei geni che i coralli stavano attivando all'interno delle loro cellule.

"Hanno iniziato a utilizzare un intero set di geni che non avevano mai usato prima, " ha detto Steve Palumbi, un professore di scienze marine, direttore della stazione marittima Hopkins, e un autore del documento che delinea lo studio, recentemente pubblicato in Progressi scientifici .

Un'istantanea della salute dei coralli

Nel 2016, la Grande Barriera Corallina ha visto il peggior evento di sbiancamento dei coralli mai registrato quando i coralli di centinaia di miglia sono diventati completamente bianchi. Questi eventi di sbiancamento possono eventualmente portare alla morte dei coralli. Gli scienziati prevedono che il cambiamento climatico globale e il continuo aumento delle temperature oceaniche aumenteranno la frequenza dello sbiancamento dei coralli in tutto il mondo. La parte difficile è, i coralli non mostrano segni visibili di sbiancamento in anticipo. I geni identificati in questo studio potrebbero fornire agli scienziati un'indicazione istantanea della salute dei coralli e un'idea di quando è probabile che si verifichi lo sbiancamento.

In condizioni di stress, le normali funzioni cellulari di un corallo iniziano a fallire. In risposta, il gruppo di geni identificato in questo studio innesca un processo, chiamata risposta proteica spiegata, che funziona per ripristinare le condizioni normali all'interno della cellula. Se le condizioni continuano a peggiorare, i coralli sbiancano e alla fine muoiono.

"Per la prima volta, possiamo chiedere a quei coralli, 'come va?' Non hanno battito cardiaco. Non hanno polso. Abbiamo bisogno di conoscere i loro segni vitali per capire come reagiscono all'ambiente, " ha detto Palumbi.

Un'antica risposta allo stress

Nel corso dei diciassette giorni di studio, Palumbi e la laureanda Lupita Ruiz-Jones hanno monitorato oltre 17 anni, 000 geni di corallo ogni giorno subito dopo mezzogiorno. Il settimo e l'ottavo giorno, quando le maree erano più basse e le temperature più calde, i geni dei coralli hanno avviato la risposta della proteina spiegata cellulare. Il nono giorno, le maree si sono alzate ei sistemi dei coralli sono tornati alla normalità.

"Questa risposta mostra solo come i coralli siano sincronizzati con il loro ambiente, " ha detto Ruiz-Jones, chi è stato il primo autore della carta.

Questa risposta allo stress non è unica per i coralli. È stato osservato nei mammiferi e in alcune specie di lieviti. Gli esseri umani attivano gli stessi antichi geni in risposta alle malattie, come il cancro. In tempi di stress, le proteine ​​mal ripiegate e spiegate di una cellula si accumulano nel reticolo endoplasmatico, una serie di appiattite, strutture a forma di tubo nella cellula che aiutano a costruire proteine. La risposta proteica spiegata è una reazione al flusso di proteine ​​disassemblate.

"In pratica è l'organismo che riconosce che qualcosa non va, " Disse Ruiz-Jones.

Studiare i coralli duri

La laguna sull'isola di Ofu, una vasca turchese poco profonda, ha fornito il laboratorio di corallo ideale per studiare i coralli tolleranti al calore. I coralli sull'isola di Ofu sperimentano temperature dell'acqua vicine alla temperatura del corpo umano, abbastanza per uccidere la maggior parte delle specie di corallo. I coralli di Ofu, però, prosperare in condizioni ambientali stressanti.

Gli scienziati ritengono che frequenti, l'esposizione pulsante alle alte temperature può rendere i coralli più forti, molto nello stesso modo in cui gli atleti si allenano per la competizione. Capire perché alcuni dei coralli più duri del mondo sono così resistenti al calore potrebbe aiutare gli scienziati a identificare e mappare altre colonie di coralli sopravvissute in tutto il mondo.

"Sappiamo che i coralli hanno la capacità di adattarsi ed evolversi in acque più calde di quanto pensassimo prima. Possiamo usarlo come risorsa primaria per aiutarli a vivere nei prossimi decenni fino a quando non risolviamo il cambiamento climatico globale, " ha detto Palumbi.

Palumbi è anche senior fellow presso lo Stanford Woods Institute for the Environment.