La collaborazione tra i ricercatori dell’UNSW, Heidi Luter dell’Istituto Australiano di Scienze Marine e James Bell dell’Università di Victoria di Wellington, ha aggiunto un tassello importante al puzzle sull’impatto dei cambiamenti climatici sulle popolazioni di spugne in tutto il mondo. Le spugne sono essenziali per gli ecosistemi marini. Svolgono ruoli cruciali nell’oceano, riciclando nutrienti, filtrando migliaia di litri di acqua e offrendo rifugio e cibo a una moltitudine di creature marine. Soprattutto, ospitano e danno riparo a dei microrganismi che potrebbero essere di grandissimo aiuto nel risolvere le sfide mediche più urgenti che affrontiamo oggi. Gli scienziati dell’UNSW hanno scoperto che quando una spugna marina tropicale viene esposta a temperature più calde, perde un inquilino stabile molto importante, l’archea, e (o archeobatteri) e questo spiegherebbe perché il tessuto della spugna muore. L’ultimo studio, pubblicato in ISME Communications, ha rivelato che esponendo le spugne marine a un aumento di temperatura di 3°C, il microorganismo abbandona la spugna, causando un avvelenamento potenziale dei tessuti.
La rottura della simbiosi
“Abbiamo già visto le ondate di calore marine distruggere le spugne nel Mediterraneo e influenzare le spugne in Nuova Zelanda“, afferma la dottoressa Emmanuelle Botte, della Scuola di BEES e autrice principale dello studio. “Stiamo osservando che alcune specie di spugne non sono così resistenti come pensavamo inizialmente ai cambiamenti climatici. Questa ricerca rivela che la rottura della simbiosi tra l’ospite e i suoi microrganismi potrebbe creare uno squilibrio chimico nella spugna e causarne il decadimento“.
Vivere in simbiosi con i microrganismi
Le spugne, antichi organismi marini, sono spesso scambiate per piante, ma sono animali stazionari e sono in realtà tra i più antichi sulla Terra. “Le spugne risalgono a 545 milioni di anni fa“, afferma la dottoressa Botte. “Vivono in simbiosi con i microrganismi, che svolgono ruoli vitali per la spugna: riciclano nutrienti, producono energia e difendono la spugna contro predatori e malattie. Alcuni microrganismi addirittura detossificano il corpo della spugna. Sono un po’ come il fegato e i reni della spugna stessa“. Questa relazione essenziale tra spugne e microrganismi è ben documentata. E le ricerche hanno dimostrato che alcune specie di spugne e i loro microrganismi associati sono particolarmente vulnerabili alle temperature dell’acqua più calde. “Come gli esseri umani, le spugne hanno bisogno di un microbioma sano per sopravvivere. Sospettavamo che i cambiamenti nei microrganismi e, soprattutto, ciò che fanno all’interno delle spugne, potessero spiegare perché alcune specie di spugne lottano nelle acque più calde”.
Un cambiamento nella composizione microbica della spugna
“È possibile trovare spugne ovunque sul fondo del mare, dalle regioni tropicali ai poli“, afferma la dottoressa Botte. Questo studio si è concentrato su una specie di spugna comune sulla Grande Barriera Corallina e nell’Oceano Indo-Pacifico occidentale: Stylissa flabelliformis. Il team ha analizzato la composizione microbica di questa spugna, nota per la sua sensibilità, a un aumento di temperatura tra i 28,5°C e i 31,5°C. “Sotto queste stesse condizioni, abbiamo osservato grandi differenze nel tipo di microrganismi presenti in una spugna sana, nelle temperature più fredde, e in una spugna necrotica o morente, nelle acque più calde“, afferma la dottoressa. Un cambiamento in particolare ha attirato l’attenzione. Secondo i risultati dello studio, in condizioni fisiologiche il gruppo di microrganismi noto come archaea rappresenta il 10% di tutti i microrganismi presenti nella spugna sana. Nelle spugne necrotiche non sono riuscite a trovarne nemmeno lo 0,1%,
La tossicità dell’ammoniaca
Il microrganismo si è rivelato l’unico capace di svolgere un’importante funzione di detossificazione, eliminando l’ammoniaca prodotta dalla spugna. Senza di esso, l’ammoniaca tossica si accumula nei tessuti della spugna, causando gravi danni. Sembra poi che la simbiosi tra S. flabelliformis e i suoi microrganismi non sia sufficientemente flessibile per adattarsi alle temperature elevate che si prevede diventeranno la norma entro la fine del secolo. È importante sottolineare che l’impatto potenziale delle acque più calde sulle spugne e sui microrganismi marini non è una prospettiva lontana. “Abbiamo utilizzato condizioni che rappresentano non solo le medie future, ma gli estremi odierni, poiché abbiamo già visto temperature 1,5°C-3°C sopra la norma per settimane in Australia“, afferma la dottoressa Botte.
Una miniera d’oro per le molecole medicinali
Oltre a fornire cibo e rifugio ad altri organismi, le spugne sono importanti per la scoperta di farmaci. Negli oceani, la maggior parte delle molecole con proprietà antitumorali o antipatogene sono prodotte da invertebrati marini e, in particolare, dai microrganismi che vivono in simbiosi con le spugne. Queste simbiosi sono fondamentali per gli oceani sani e sono una miniera d’oro per le molecole di interesse farmaceutico e commerciale. Il team di ricerca dietro questo ultimo lavoro vuole sottolineare il rischio che i cambiamenti climatici rappresentano per la diversità microbica sulla Terra. “Il cambiamento climatico non influisce solo sugli animali carismatici più grandi. C’è il rischio di erodere la biodiversità di animali apparentemente insignificanti e dei microrganismi che ospitano, i quali sono fondamentali per gli oceani sani e, più in generale, per la vita sul nostro pianeta“.
