Guidato dall'Università di Bath, la ricerca che è stata pubblicata in Rapporti scientifici dimostra che contrariamente alla credenza popolare, le microalghe comunicano tra loro quando sono sotto stress.

I ricercatori hanno rivelato che al buio una popolazione di diatomee, un tipo di microalghe, produce oscillazioni elettriche. Si ritiene che questa comunicazione da cellula a cellula sia un meccanismo di feedback o sopravvivenza a causa dello stress dovuto ai cambiamenti nell'ambiente fisico-chimico delle microalghe, come la privazione della luce e l'aumento della temperatura. Questa segnalazione da cellula a cellula è progettata per contrastare questi cambiamenti e potrebbe provocare la formazione di fioriture algali.

Chiave per comprendere il cambiamento climatico

Decodificando questa forma di comunicazione, nella fase in cui la concentrazione di cellule aumenta maggiormente nel tempo (fase di crescita), i ricercatori ritengono che ciò fornirà indizi vitali per comprendere le sfide mondiali come il cambiamento climatico. Le fioriture di alghe sono un elemento del cambiamento climatico in cui le cellule si moltiplicano a un ritmo costante, che i ricercatori sperano di poter mitigare meglio da questa nuova comprensione.

Per la prima volta, il team di ricerca è stato in grado di ascoltare la comunicazione delle microalghe registrando le loro interazioni elettriche a livello extracellulare utilizzando array multielettrodo (MEA) sensibili ea bassa resistenza. Le registrazioni, preso per un periodo di ore, ha mostrato che la comunicazione di Diatom è cooperativa e sincronizzata attraverso l'intera popolazione misurata.

Le alghe le "piante" più importanti del mondo

Le alghe si trovano naturalmente nella maggior parte delle acque dolci e salate. Però, il cambiamento climatico sta causando un aumento della formazione di fioriture di alghe nocive in tutto il mondo. acque più calde, alti livelli di nutrienti dall'aumento della pioggia che lava i fertilizzanti agricoli nell'acqua, e una luce solare sufficiente contribuiscono tutti all'aumento delle fioriture algali.

Le fioriture di alghe possono essere dannose sia per gli ecosistemi acquatici che per l'uomo. Le fioriture spesse possono bloccare la luce solare e ridurre i livelli di ossigeno nell'acqua necessari ai pesci e ad altri organismi per sopravvivere, e alcune alghe possono produrre tossine che possono danneggiare il sistema nervoso umano contaminando i pesci che vengono poi mangiati e causando irritazione agli occhi e ai polmoni, nonché asma.

Ricercatore capo e docente presso il Dipartimento di ingegneria elettrica ed elettronica dell'Università di Bath, Dott. Paulo Rocha, disse:

Le alghe sono le "piante" più importanti del mondo." Svolgono un ruolo cruciale nell'aria che respiriamo, cibo che mangiamo e farmaci farmacologici che assumiamo anche per il cancro. Eppure sappiamo solo così tanto su queste incredibili "piante".

Uno di questi motivi è perché non esistono metodi per decodificare effettivamente i comportamenti delle alghe. Questo progetto ha aperto una nuova pagina nella comprensione della segnalazione delle alghe e consentirà nuove tecnologie di rilevamento per prevedere lo sviluppo delle fioriture di alghe e di una vasta gamma di alterazioni indotte dallo stress nell'ecosistema acquatico.

Questo lavoro interdisciplinare ha forti implicazioni scientifiche e tecnologiche per sondare le condizioni di stress ecologico e fisiologico nelle alghe. Si prevede che le aziende idriche trarranno vantaggio nel prossimo futuro da una tecnologia di controllo in grado di prevedere e ridurre le fioriture di alghe nocive e tossiche rilevando precocemente l'insorgenza di segnali di alghe.

Direttore del Water Innovation &Research Center presso l'Università di Bath (WIRC @ Bath), Il professor Jan Hofman ha commentato:

"Si tratta di una scoperta entusiasmante e importante. Capire come si comportano le alghe è estremamente importante per la sicurezza idrica in molte aree del mondo. Le fioriture algali hanno un impatto significativo sulla qualità e sulla disponibilità dell'acqua, ma può anche essere utilizzato in soluzioni ingegnerizzate per migliorare la qualità dell'acqua. Questo progetto è un eccellente esempio di quanto sia importante la ricerca multidisciplinare sull'acqua".

Acqua più pulita e bollette dell'acqua più economiche

A lungo termine, questa nuova conoscenza potrebbe significare più pulito, più acqua naturale e bollette più economiche per i consumatori di acqua poiché ci sarà una riduzione della necessità per le società di servizi idrici di utilizzare prodotti chimici per il trattamento delle acque.

La ricerca è il risultato di una collaborazione internazionale tra l'Università di Bath, Delft University of Technology (DUT) nei Paesi Bassi, Instituto Gulbenkian de Ciência in Portogallo e l'Istituto portoghese per il mare e l'atmosfera, io p.

L'articolo "Oscillazioni elettriche collettive di una popolazione di diatomee indotte da stress da oscurità" è stato pubblicato su Rapporti scientifici sulla natura .