Credito:Macquarie University
Gli scienziati australiani hanno registrato più di 175, 000 minuscoli microbi che abitano per la prima volta nelle nostre acque oceaniche, fornendo una base di riferimento senza precedenti rispetto alla quale misurare gli effetti dei cambiamenti climatici e delle attività umane.
File dei fatti sui microbi
Invisibile ad occhio nudo, i microbi costituiscono quasi il 98% della biomassa oceanica e sono responsabili del mantenimento della salute dell'ecosistema marino.
Un articolo recentemente pubblicato su Dati scientifici , guidato dal Dr. Mark Brown dell'Università di Newcastle e dal Dr. Martin Ostrowski della Macquarie University, rivela la grande diversità dei microbi e fornisce nuove conoscenze sul loro comportamento ambientale.
L'impareggiabile set di dati è il risultato di un'iniziativa collaborativa in corso che coinvolge 18 università australiane, Agenzie del Commonwealth e istituti di ricerca, che ha registrato più di 175, 000 specie uniche di microbi in sette siti lungo la costa australiana e nell'Oceano Antartico.
Cosa sono i microbi?
Misurando meno di cinque micron, che è più piccolo degli escrementi di acari della polvere, milioni di questi minuscoli organismi si trovano in ogni litro di acqua di mare e comprendono forme di vita cellulari come fitoplancton (alghe) e batteri.
Il Dr. Brown ha detto che i microbi nell'oceano sono forse gli organismi più importanti per mantenere il nostro mondo sano, pianeta abitabile. "Simile ai collegamenti tra la salute umana e il microbioma umano, la salute degli oceani è in gran parte controllata dai suoi abitanti microbici. Formando le fondamenta dell'intero ecosistema, i microbi forniscono cibo per tutte le altre forme di vita marina e producono metà dell'ossigeno che respiriamo.
"A questo proposito, funzionano in modo simile agli organi di un corpo umano. Alcuni microbi fungono da polmoni dell'oceano responsabili della raccolta e della distribuzione dell'ossigeno al pianeta, mentre altri agiscono come l'intestino o il fegato per disintossicare le impurità all'interno dell'acqua e controllare il flusso di nutrienti".
Immergersi sotto la superficie
Gli scienziati hanno sviluppato il progetto nel 2012 per affrontare la mancanza di dati sulle comunità microbiche marine e sui loro cambiamenti nel tempo.
"Eravamo estremamente preoccupati che non esistesse una linea di base per confrontare l'attività microbica. Prima di questo progetto, non c'erano informazioni dettagliate su come fossero i microbi in Australia, il che rendeva difficile sapere come potevano essere cambiati nel corso delle stagioni o degli anni, " ha detto il dottor Brown.
Impiegando metodi di filtrazione simili a quelli utilizzati per purificare l'acqua potabile, gli scienziati hanno raccolto campioni di microbi ogni mese a più profondità, che vanno dalle acque superficiali fino a 100 metri.
"Diversi microbi vivono in diverse parti dell'oceano e si sono evoluti per occupare ogni nicchia immaginabile. Si possono trovare specie diverse che vivono su bocche idrotermali di acque profonde, nei sedimenti, a diverse profondità e in acqua calda o fredda, " ha detto il dottor Brown.
Il materiale estratto dai filtri è stato poi sequenziato geneticamente utilizzando tecnologie disponibili solo negli ultimi anni, che ha fornito un'istantanea del progetto del DNA degli abitanti microbici all'interno di ciascun campione. Formando un enorme database genetico, questa prima pubblicazione di dati tiene traccia di oltre 200 milioni di record di oltre 175, 000 specie uniche di microbi.
Indicatori della natura
Agendo come sentinelle del cambiamento dell'oceano, i microbi rispondono rapidamente al loro ambiente e un leggero cambiamento delle condizioni può rimodellare drasticamente la struttura della comunità.
"Gli organismi che abbiamo identificato sono diffusi e la loro presenza e abbondanza è strettamente legata al loro ambiente. Abbiamo scoperto che le associazioni microbiche mostrano cicli stagionali, cambiando con l'avanzare dell'estate, autunno, inverno e primavera, tornando di nuovo all'assemblaggio originale in estate, " ha spiegato il dottor Brown.
"Ora abbiamo fissato linee di base per i cicli stagionali rispetto ai quali possiamo identificare l'impatto del cambiamento climatico, " Ha aggiunto.
Coautore, Dr. Martin Ostrowski della Macquarie University, ha affermato che il team del progetto sta ora costruendo modelli per prevedere dove vivranno gli organismi in futuro e quali funzioni svolgeranno.
"Ora possiamo utilizzare i dati di base che abbiamo raccolto per creare modelli che ci dicono come i microbi rispondono alle diverse condizioni ambientali e come ci aspettiamo che cambino date le future proiezioni climatiche.
"La produzione primaria e l'uso di carbonio da parte dei microbi marini determina la quantità di cibo fornita al resto della catena alimentare, quindi le nostre previsioni saranno incredibilmente rilevanti per gli scienziati ma anche per settori come la pesca e il turismo".
Andare con il flusso
Il progetto è stato finanziato dall'Australian Research Council (ARC), l'Organizzazione per la ricerca scientifica e industriale del Commonwealth (CSIRO), la National Collaborative Research Infrastructure Strategy (NCRIS) tramite Bioplatforms Australia (Bioplatforms) e l'Integrated Marine Observing System (IMOS).
Campioni mensili sono stati prelevati da sette stazioni di riferimento nazionali marine gestite da IMOS, compreso il porto di Darwin, il relitto Yongala all'interno della Laguna della Grande Barriera Corallina, Isola di North Stradbroke al largo di Brisbane, Port Hacking al largo di Sydney, Maria Island al largo della Tasmania, Kangaroo Island al largo di Adelaide e Rottnest Island al largo di Perth.
Il progetto proseguirà in collaborazione con IMOS e Bioplatforms Australia per altri tre anni.
autore senior, Dr. Lev Bodrossy del CSIRO Oceani e Atmosfera, ha affermato che il progetto continuerà a fornire nuove conoscenze che contribuiranno al campo delle scienze marine in Australia e oltre.
"Il valore di una rete di osservazione aumenta esponenzialmente con il tempo, quindi ora è fondamentale mantenere il nostro campionamento ed espandere le nostre osservazioni in futuro." I dati sulla sequenza del DNA sono disponibili al pubblico e sono accessibili tramite il sito Web di Bioplatforms Australia.
