Gli studi sulle relazioni tra i microbi e gli organismi su cui vivono stanno rivelando come piante e animali potrebbero adattarsi ai cambiamenti climatici.

Con il mondo di fronte a un riscaldamento globale compreso tra 1 e 5,5 gradi Celsius, gli organismi che si sono evoluti per prosperare in ambienti specifici devono adattarsi o potrebbero lottare per sopravvivere. I nostri oceani sono uno di questi ecosistemi che affrontano una situazione del genere.

"Con l'aumentare delle concentrazioni di anidride carbonica atmosferica, sono previsti il ​​riscaldamento e l'acidificazione degli oceani associati, " ha affermato il dott. Oriol Sacristán-Soriano del Dipartimento di ecologia marina presso il Centro di studi avanzati di Blanes in Spagna.

Questo perché la società sta attualmente emettendo troppa anidride carbonica rispetto a quella che può essere assorbita in sicurezza dall'oceano. La conseguente alterazione dei livelli di acidità dell'acqua, insieme all'aumento delle temperature oceaniche globali, sta trasformando gli ecosistemi marini.

Barriere coralline, Per esempio, stanno lottando con il cambio di temperatura, che sta causando uno sbiancamento di massa in cui i loro esoscheletri diventano fragili. Non sono l'unico organismo a rischio all'interno di questa comunità ecologica.

"È stato dimostrato che le spugne (marine) sono influenzate dai cambiamenti climatici, " ha affermato il dott. Sacristán-Soriano. "Le temperature elevate anormali dell'acqua di mare possono causare cambiamenti nella comunità microbica delle spugne, cambiamenti nei processi fisiologici come velocità di pompaggio e comportamento alimentare, o una diminuzione dei tassi di sopravvivenza".

Comunità microbica

Questa comunità microbica non è solo essenziale per una buona salute delle spugne, ma anche il ciclo generale dei nutrienti che aiuta a mantenere un ambiente equilibrato per altre forme di vita nella barriera corallina.

Ciò è particolarmente importante con le minacce ambientali come lo sbiancamento. Se la comunità microbica potesse acclimatarsi o adattarsi ai cambiamenti ambientali, tali minacce potrebbero essere ridotte, e l'ecosistema diventerebbe più resiliente.

"Tutte le spugne hanno organismi microbici associati che vivono all'interno dei loro tessuti come batteri, Archea, o funghi, " ha detto il dottor Sacristán-Soriano.

Ma alcuni microbi spugnosi prosperano sotto i cambiamenti climatici e potrebbero contenere segreti per aiutare i loro ospiti, e il loro ecosistema marino, ad adattarsi meglio. Uno di questi microrganismi è simbiodinio che è un tipo di alga che vive all'interno di un gruppo di spugne chiamate spugne noiose, chiamate così per la loro caratteristica di scavare buche in superfici dure di calcio o calce, come coralli o conchiglie di molluschi.

"Questa alga sembra aumentare l'erosione (scavo) e i tassi di crescita della spugna attraverso la loro attività fotosintetica, " ha detto il dottor Sacristán-Soriano, chi è il ricercatore principale del progetto SCOOBA che sta studiando la simbiosi tra microbi e spugne noiose.

Sta esaminando come i cambiamenti di temperatura e livelli di acidità dell'oceano inneschino cambiamenti in questa relazione simbiotica, che potrebbe rivelare come i microrganismi, e quindi la spugna, si stanno adattando al mutamento dell'ambiente marino.

"Oltre a fornire informazioni su come sia i batteri che simbiodinio i partner si comportano in tali condizioni di stress, contribuiremo per la prima volta all'effetto del cambiamento climatico sulla bioerosione della spugna (come scava nelle superfici oceaniche) a livello genetico, " ha detto il dottor Sacristán-Soriano.

Ciò fornirà una panoramica di come alcuni organismi in natura si adattano ai cambiamenti climatici. Più i ricercatori conoscono i vincitori e i perdenti, le migliori possibilità che la ricerca e le politiche ambientali possano essere indirizzate in una direzione più resiliente.

Evoluzione

Poiché la storia del nostro pianeta è piena di eventi di cambiamento climatico, alcuni ricercatori si stanno rivolgendo al passato per capire meglio perché alcune specie prosperano e altre no.

Secondo il dottor Brecht Verstraete, un biologo del Museo di Storia Naturale di Oslo in Norvegia, "l'evoluzione è legata all'ambiente" e le relazioni simbiotiche dei batteri all'interno delle piante potrebbero rivelare come alcune specie si sono adattate ai cambiamenti climatici.

"Le piante che interagiscono con i batteri evolvono più velocemente, il che significa che hanno più variabilità e potenziale di adattamento, " Egli ha detto.

Il Dr. Verstraete è stato il principale ricercatore del progetto SYMBIOSIS che mirava a capire come si è evoluta la relazione tra le piante di caffè ei batteri all'interno delle sue foglie. Ha esaminato il DNA delle piante di caffè e ha rintracciato le origini della simbiosi in Africa 11 milioni di anni fa, quando ci fu un evento di raffreddamento globale. A quel tempo, una foresta pluviale copriva quasi tutto il continente, ma quando il clima si è seccato è stato lentamente sostituito dagli ecosistemi delle praterie di oggi.

"Gli organismi che vivevano in quella circostanza avevano bisogno di cambiare e adattarsi a questa nuova situazione, " ha detto il dottor Verstraete. "Le 100 piante della famiglia del caffè (che ho studiato) si sono adattate avviando questa simbiosi con i batteri per farcela".

Il dott. Verstraete afferma che l'attuale ipotesi sul motivo per cui questa simbiosi si è evoluta è che i batteri abbiano aiutato le piante a sviluppare sostanze chimiche che si sono protette da un numero crescente di erbivori che ora prosperavano nelle nuove praterie africane.

Il progetto ha anche scoperto che ogni pianta aveva una relazione unica con i batteri, nel senso che avevano bisogno l'uno dell'altro per sopravvivere. Ciò significherebbe che se si verificasse un altro cambiamento nel clima, entrambe le parti dovrebbero adattarsi insieme.

Secondo il dottor Verstraete, non c'è abbastanza attenzione nell'esaminare come le piante interagiscono con altri organismi nel loro ecosistema:la ricerca è troppo concentrata sull'impatto dei cambiamenti climatici su diverse regioni o sul miglioramento delle singole piante. Spera che i risultati di SYMBIOSIS aiutino a spostare la discussione sull'adattamento verso un approccio più olistico.

"Le piante vivono in un determinato ambiente con altri organismi in un ecosistema complesso, " ha detto. "Quando si guarda a mitigare il cambiamento, non dovresti solo guardare la singola pianta, ma includere tutto ciò che la circonda."