Le barriere coralline affrontano lotte sempre più intense mentre i gas serra riscaldano e acidificano l'oceano, ma una nuova ricerca suggerisce un potenziale rivestimento d'argento:alcune malattie dei coralli potrebbero anche ridursi a causa dei cambiamenti ambientali.

Uno studio di laboratorio controllato condotto dal Mote Marine Laboratory e pubblicato il 1 giugno sulla rivista peer-reviewed PLOS UNO ha rivelato che la malattia della banda nera era meno letale per il corallo stellato montano (Orbicella faveolata) in quanto l'acqua acidificava, o diminuito di pH. Scienziati di Mote e dell'Università della Carolina del Sud, e studenti dell'Università del Rhode Island, Università del New Hampshire, L'Università delle Hawaii e l'Unity College nel Maine hanno condotto lo studio.

Il pH dell'oceano sta diminuendo attraverso il processo di acidificazione dell'oceano (OA) guidato dall'eccesso di anidride carbonica, lo stesso gas serra che guida la temperatura aumenta in tutto il mondo. L'OA può indebolire o dissolvere gli scheletri duri dei coralli e causare altri cambiamenti in più specie marine. Il riscaldamento dell'acqua stressa i coralli, inducendoli a perdere le alghe vitali nei loro tessuti. malattie del corallo, un'altra grave minaccia, può peggiorare nei coralli stressati dal riscaldamento delle temperature dell'acqua, ma pochi studi hanno esaminato come queste malattie potrebbero cambiare in presenza di bassi livelli di pH previsti con l'OA.

Il nuovo studio è il primo a esaminare come l'acqua a pH basso influenzi la banda nera, una spesso mortale, malattia dei coralli in tutto il mondo che colpisce almeno 42 specie di coralli nei soli Caraibi. Le specie colpite includono il corallo stellato montuoso, un importante contributo al sistema di barriera delle Florida Keys ed elencato come minacciato dalla legge sulle specie minacciate di estinzione degli Stati Uniti.

banda nera, un gruppo variabile di più specie di batteri, forma un cerchio scuro che si allarga su un corallo, uccidendolo.

"Il corallo stellato di montagna cresce solo di un paio di millimetri all'anno, e la fascia nera può uccidere un corallo centenario in poche settimane, " ha detto la dottoressa Erinn Muller, autore principale e direttore del programma di ricerca sulla salute e le malattie dei coralli di Mote.

A scala molto ridotta, la banda nera produce un ambiente a pH più basso rispetto all'ambiente circostante:acidificazione localizzata. "Nel laboratorio, pensavamo che esporre un corallo infetto ad acqua acidificata avrebbe accelerato la virulenza di questa malattia, ma con nostra sorpresa, è successo il contrario, " ha detto Muller.

Durante il 2013 il lavoro di laboratorio presso il campus Summerland Key di Mote, i ricercatori hanno inoculato 32 frammenti di corallo stella di montagna con la malattia della banda nera, ponendone alcuni in vasche con temperatura e pH simili all'attuale acqua oceanica, e altri in serbatoi con temperatura elevata, abbassare il pH o entrambi, utilizzando le proiezioni per l'anno 2100 del quinto rapporto di valutazione del gruppo intergovernativo di esperti sui cambiamenti climatici.

"Questi studi sperimentali in laboratorio sono estremamente importanti:ci danno uno sguardo sul potenziale futuro delle nostre barriere coralline, ", ha affermato il manager del programma di ricerca sull'acidificazione dell'oceano di Mote, La dottoressa Emily Hall. Supervisiona la ricerca nell'unità sperimentale della pista di flusso di acidificazione dell'oceano di Mote a Summerland Key, che è stato istituito grazie a una sovvenzione NSF. "Con l'acidificazione degli oceani, non tutti gli organismi sono colpiti allo stesso modo. È importante che i gestori delle aree marine protette sappiano come potrebbero variare gli impatti".

I ricercatori hanno monitorato attentamente le condizioni dell'acqua e hanno fotografato e misurato la copertura della banda nera per 16 giorni; per allora, alcuni frammenti di corallo erano completamente morti a causa della malattia. Il team ha campionato i batteri della banda nera e i batteri residenti naturali dei coralli, alcuni dei quali contribuiscono al sistema immunitario dei coralli, e ha sequenziato il loro gene rRNA 16S, che aiuta a classificare i batteri in categorie scientifiche.

La loro analisi ha rivelato una sorpresa:"Sebbene le temperature più calde non abbiano influenzato significativamente la progressione della malattia della banda nera in questo periodo di tempo, il trattamento a basso pH lo ha fatto:ha rallentato il tasso di progressione della malattia del 25 percento, " ha detto Muller. "Ci è voluto un po' per crederci."

Scettico, Muller e colleghi hanno eseguito test simili con altre specie di corallo oltre al corallo stellato montuoso nel presente studio. Il corallo stellato montuoso ha mostrato la tendenza più chiara, ma i dati di altre specie suggerivano modelli simili.

In che modo l'acidificazione potrebbe rallentare la malattia della banda nera?

"La malattia della banda nera ha un consorzio molto distinto di microbi, e sembra che il pH abbassato abbia influenzato diversi microbi in modi diversi, " ha detto il partner dello studio Dr. Kim Ritchie Professore Associato presso l'Università della Carolina del Sud a Beaufort. "L'abbondanza di un membro significativo del consorzio è diminuita".

Nello specifico, l'acqua acidificata riduceva l'abbondanza di Oscillatoriophycidae, una classe di cianobatteri che spesso domina la malattia della banda nera. Questi batteri trasportano pigmenti che danno alla malattia il suo colore distinto. Sebbene questi batteri vivano nell'ambiente già acidificato della banda nera, studi precedenti di altri suggeriscono che la cianobateria può diminuire se l'acqua diventa acidificata oltre i limiti di tolleranza.

"Ci sono stati anche cambiamenti nella comunità microbica dei coralli, ma nessuno che spiegasse il cambiamento nella malattia, " ha detto Muller. "Cosa è successo nella banda nera stessa, una riduzione del principale contributore al consorzio della malattia, era probabilmente una spiegazione migliore."

"Uno dei nostri prossimi passi è studiare come il pH basso influenzi le condizioni su scala molto ridotta nel microambiente della malattia della banda nera quando l'ambiente esterno cambia, " ha detto Muller.

I ricercatori cercano anche di espandere e replicare lo studio in più strutture, con maggiori dettagli, tempi più lunghi, più specie di corallo e più malattie. Nessun singolo studio di laboratorio può simulare tutte le complessità degli impatti previsti sull'acidificazione degli oceani, ma importanti progressi sono all'orizzonte. Mote ha aperto il suo nuovo Elizabeth Moore International Center for Coral Reef Research &Restoration (IC2R3) nel maggio 2017 a Summerland Key, Florida. questo 19, La struttura di 000 piedi quadrati include nuovi laboratori per una maggiore ricerca sull'acidificazione degli oceani, grazie in gran parte a una donazione della Fondazione Alfred e Ann Goldstein, che ha permesso alla Mote di fondare il suo Alfred Goldstein Institute for Climate Change Studies.

Nel campo, Muller e altri stanno studiando possibili metodi per controllare la diffusione della banda nera sui coralli selvatici.

Il nuovo PLOS UNO studio ha beneficiato del duro lavoro degli stagisti nel programma NSF Research Experiences for Undergraduates e del vasto programma di stage universitari di Mote. Attraverso lo studio, Keir Macartney, stagista universitario dell'Università di St. Andrews, è stato coautore del suo primo articolo di giornale sottoposto a revisione paritaria e ha trovato nuove direzioni per la sua carriera.

"La mia esperienza con Mote mi ha portato verso le barriere coralline; è stato fantastico, " disse Macartney, un subacqueo che ora sta guadagnando il dottorato presso l'Università del New Hampshire, studiando le spugne su scogliere di acque più profonde. Con due estati di lavoro sul PLOS UNO studio, Macartney articola il chiaro messaggio da portare a casa:

"L'acidificazione degli oceani avrà ancora impatti negativi sul piano ecologico, ma potrebbe non destabilizzare le barriere coralline esattamente come ci aspettiamo, " ha detto Macartney. " Considerando come le comunità microbiche sono cambiate in questo studio, Penso che l'acidificazione degli oceani possa fare cose che ci sorprenderanno davvero".