Gli ecologi marini del NUS hanno scoperto cambiamenti nell'espressione genica dei coralli sottoposti a stress termico e dei sedimenti a breve termine che forniscono spunti critici per strategie di gestione della barriera corallina più efficaci.

Le comunità di coralli stanno affrontando maggiori pressioni ambientali a causa degli effetti del riscaldamento globale. Quelli che si trovano in acque costiere in prossimità della terraferma sono spesso esposti ad altre condizioni di stress, come l'aumento dei tassi di sedimentazione a causa delle attività terrestri. La capacità dei coralli di rispondere a diversi fattori di stress ambientale non è ancora chiara. Sebbene la ricerca basata sulla trascrittomica si sia concentrata su una singola variabile come il calore abbia migliorato la comprensione della capacità dei coralli di rispondere ai cambiamenti ambientali, molteplici fattori di stress concomitanti nei sistemi marini sono stati poco studiati.

Prof Peter Todd e Dott.ssa Rosa Celia Poquita-Du del Dipartimento di Scienze Biologiche, NUS ha studiato gli impatti di due principali fattori di stress sui coralli (calore e sedimenti) estratti da tre siti di barriera corallina tra le isole meridionali di Singapore. Lo studio ha coinvolto un esperimento ex situ (~3 settimane), lavoro di laboratorio molecolare, e bioinformatica che ha richiesto circa un anno per essere completata. Hanno scoperto che l'esposizione dei coralli Pocillopora acuta al calore a breve termine e allo stress dei sedimenti provoca un cambiamento significativo nei loro modelli di espressione genica. Hanno scoperto che lo stress da calore è il principale fattore che causa questi cambiamenti nell'espressione genica, piuttosto che lo stress del sedimento. Però, in presenza di fattori di stress sia da calore che da sedimenti, l'effetto combinato è molto più grande del previsto, indicando effetti sinergici.

I ricercatori hanno anche scoperto che un particolare gene associato allo sviluppo del ciglio risponde specificamente a fattori di stress combinati. Le ciglia sono le piccole appendici filiformi del corallo che svolgono importanti funzioni (es. rifiuto dei sedimenti e alimentazione) e sono una componente essenziale per la sopravvivenza del corallo. Questa scoperta suggerisce che la capacità del corallo di mantenere continuamente le sue strutture ciliari potrebbe essere influenzata quando lo stress termico è esacerbato dalla sedimentazione.

Il professor Todd ha detto, "Le conoscenze disponibili sulle funzioni dei geni nei coralli sono attualmente molto limitate. La suite di geni che rispondono al calore e ai sedimenti riportati in questo lavoro è un punto di partenza per comprendere meglio le loro funzioni. Questo è importante per lo sviluppo di marcatori genetici che possono essere mirati per monitorare risposte dei coralli a specifiche condizioni di stress ambientale".

Nella fase successiva della loro ricerca, il team di ricerca prevede di esaminare le relazioni tra i livelli di espressione genica dei coralli e l'idoneità dei coralli (ad es. calcificazione, produzione di lipidi) per comprendere meglio le funzioni svolte dai geni chiave nei coralli. Questo è essenziale per le strategie di intervento che comportano il miglioramento di attributi selezionati nei coralli in modo che possano continuare a sopravvivere quando le condizioni ambientali diventano più stressanti.