La simbiosi tra Zooxanthelle e coralli per la salute della Barriera Corallina

Una meraviglia sottomarina basata sulla simbiosi

Chi non ha mai voluto immergersi nelle acqua cristalline e nel tripudio di colori della Grande Barriera Corallina? E’ la barriera di corallo più grande al mondo e si estende per 2300 km nell’Australia nord-orientale. I coralli ne sono i protagonisti assoluti e danno forma al paesaggio incantato che vi sarà forse capitato di osservare in foto o nei documentari e ai più fortunati di vedere dal vivo. Non sono però soli, ma vivono in simbiosi con un genere di alghe unicellulari del gruppo delle dinoflagellate, note come Zooxanthelle (Fig.1).

Zooxanthelle, simbiotiche ai coralli — *Figura 1 – Zooxanthelle*

Nonostante le dimensioni microscopiche, le Zooxanthelle sono fondamentali per il mantenimento delle barriere coralline. I coralli sono completamente dipendenti da questa relazione; infatti, riescono a procurarsi autonomamente solo una minima parte (circa il 10%) del cibo necessario al loro sostentamento e non vivrebbero a lungo da soli!

Le Zooxanthelle colonizzano i tessuti dell’ospite (Fig.2) e forniscono nutrienti attraverso la fotosintesi; in cambio, ottengono protezione e possono “nutrirsi” dei prodotti di scarto del corallo, come l’anidride carbonica o l’ammonio. Il corallo gestisce anche gli scarti del metabolismo dell’alga, primo fra tutti l’ossigeno, che in grandi concentrazioni genera radicali liberi, pericolosi per membrane cellulari, DNA e proteine. In particolare, i sistemi di difesa comprendono enzimi o meccanismi di suicidio programmato delle cellule danneggiate.

sezione di coralli con zooxanthelle — *Figura 2 – Sezione di un polipo di corallo che mostra le Zooxanthelle al suo interno*

Coralli e Zooxanthelle, una collaborazione di lunga data

La colonizzazione avviene molto presto nella vita del corallo, quando è ancora allo stadio di larva. Studi recenti hanno dimostrato che appena 4 ore dopo il primo contatto con il simbionte si verificano importanti cambiamenti nell’espressione genica dell’ospite. In particolare, i geni associati al metabolismo e alla sintesi delle proteine si “spengono” temporaneamente, forse per dare al corallo il tempo di adattarsi e reagire alla presenza dell’alga.

Un sodalizio ben collaudato dunque, la cui origine risale probabilmente a milioni di anni fa. Stabilire un “inizio” non è mai facile, soprattutto in casi come questo, poiché le alghe non sono presenti nei fossili; lasciano però delle “tracce chimiche” intrappolate nella matrice di carbonato di calcio del corallo fossilizzato. Ad esempio, il rapporto tra due isotopi dell’azoto (che si distinguono solo per il numero di neutroni, le particelle neutre che costituiscono il nucleo atomico) varia a seconda della presenza o meno delle Zooxanthelle, e questo ha permesso ai ricercatori di asserire con una certa sicurezza che coralli vissuti circa 200 milioni di anni fa erano già simbiotici.

Cosa c’è di curioso in questa simbiosi?

Intanto, che potrebbe… non essere una simbiosi! Definiamo simbiotica una relazione mutualmente benefica tra due organismi; mentre il beneficio per il corallo è innegabile, il discorso è meno chiaro per quanto riguarda l’alga.

Per studiare una relazione mutualistica la prima domanda che ci si pone è: come riescono a cavarsela i due simbionti, se vengono separati? Il corallo, come sottolineato prima, è un vero disastro; l’alga, al contrario, sembra addirittura crescere più velocemente da sola che in coppia. Il corallo poi è la “mente” tra i due: è lui infatti ad attirare l’alga secernendo fattori chimici e riesce persino a regolare la quantità di alghe che vivono nei suoi tessuti in base al proprio fabbisogno energetico e all’occorrenza a espellerle. Ecco perché secondo certi scienziati questo tipo di relazione sarebbe più simile ad un “parassitismo controllato” da parte del corallo, piuttosto che a una simbiosi.

Ingegneria genetica per contrastare il bleaching dei coralli

Non meno interessante è la possibilità di sfruttare questa relazione per contrastare le conseguenze del riscaldamento globale sulle barriere coralline. Ricordiamo infatti che l’incremento delle temperature degli oceani determina l’espulsione delle alghe da parte del corallo, alla base del fenomeno cosiddetto di “sbiancamento” (in inglese bleaching), che oggi minaccia l’esistenza delle barriere coralline (Fig.3). Le alghe, con i loro pigmenti, conferiscono infatti il caratteristico colore ai coralli, che senza assumono un colorito pallido e sono più vulnerabili alle malattie e alla mancanza di cibo. Per la salvaguardia delle barriere coralline si stanno studiando una serie di strategie, una delle quali vede protagoniste ancora le Zooxanthelle: manipolare questi microorganismi con l’ingegneria genetica o la selezione artificiale così da renderli più resistenti al calore, per poi inocularli nei piccoli coralli, potrebbe forse migliorare lo stato di salute di intere barriere.