Quali fattori governano il successo delle alghe come "inquilini" dei loro ospiti corallini sia in condizioni ottimali che quando le temperature oceaniche aumentano? Un team di esperti guidato dalla Victoria University di Wellington che include Arthur Grossman di Carnegie indaga su questa domanda.

I coralli sono invertebrati marini che costruiscono grandi esoscheletri da cui sono costruite barriere colorate. Ma questa costruzione della barriera corallina è possibile solo a causa di una relazione reciprocamente vantaggiosa tra il corallo e varie specie di alghe unicellulari chiamate dinoflagellate che vivono all'interno delle cellule dei polipi corallini.

Queste alghe sono fotosintetiche, il che significa che come le piante possono convertire l'energia del Sole in energia chimica sotto forma di cibo. Molti dei nutrienti derivati ​​fotosinteticamente sintetizzati da un'alga servono come cibo per il suo ospite corallo, mentre l'ospite a sua volta fornisce all'alga nutrienti inorganici essenziali, compresa l'anidride carbonica, azoto sotto forma di ammonio, e fosfato. Però, il riscaldamento dell'oceano dovuto ai cambiamenti climatici sta causando la perdita di molti coralli dei loro inquilini algali nativi, insieme ai nutrienti che forniscono, un fenomeno chiamato sbiancamento. Se il corallo sbiancato non viene ricolonizzato con nuovi inquilini algali, può morire.

Alcune specie di alghe dinoflagellate formano queste relazioni simbiotiche con molteplici tipi di corallo, altri sono più specifici.

"Siamo interessati a comprendere i processi cellulari che mantengono quelle relazioni preferenziali, " ha detto Grossman. "Vogliamo anche sapere se è possibile che più tolleranti al calore, le alghe non preferite potrebbero far rivivere le comunità di coralli sbiancati anche se la relazione è meno efficiente".

Altri organismi come gli anemoni di mare fanno parte dello stesso phylum del corallo, chiamato cnidaria; ospitano anche alghe ma sono più facili da studiare. In questo documento, pubblicato da Il Giornale ISME — i ricercatori hanno analizzato le differenze nella funzione cellulare che si sono verificate quando un tipo di anemone chiamato Exaiptasia pallida è stato popolato da due diversi generi di alghe dinoflagellate, uno nativo e altamente suscettibile allo sbiancamento termico e l'altro, che è non nativo ma più resistente al calore.

"In questo studio abbiamo sperato di chiarire le proteine ​​che funzionano per migliorare lo scambio di nutrienti tra l'anemone e le sue alghe native e perché il successo dell'anemone è compromesso quando ospita le alghe non native resistenti al calore, " ha detto Grossman.

Il team ha scoperto che gli anemoni colonizzati da alghe native esprimono livelli elevati di proteine ​​associate al metabolismo dell'azoto organico e dei lipidi, nutrienti che possono essere sintetizzati in modo efficiente come conseguenza dell'attività fotosintetica delle alghe. Questi anemoni hanno anche sintetizzato una proteina chiamata NPC2-d che si pensa sia la chiave per la capacità degli cnidari di assorbire le alghe e riconoscerla come partner simbiotico.

In contrasto, anemoni con l'inquilino non nativo hanno espresso proteine ​​​​associate allo stress, che probabilmente riflette un'integrazione meno ottimale dei metabolismo dei due organismi.

"I nostri risultati aprono le porte a studi futuri per identificare proteine ​​chiave e meccanismi cellulari coinvolti nel mantenimento di una solida relazione tra l'alga e il suo ospite cnidario e i modi in cui il metabolismo degli organismi è integrato, " ha concluso Grossman.