Symbiodiniaceae shifts in the corals Acropora cf. solitaryensis and A. aff. divaricata at the climate-driven poleward margin
Questo studio dimostra che, mentre le popolazioni in espansione di *Acropora cf. solitaryensis* e *A. aff. divaricata* al loro margine verso il polo guidato dal clima mantengono un'elevata diversità genetica dell'ospite e connettività, esse esibiscono assemblaggi distinti di Symbiodiniaceae caratterizzati da uno spostamento dai simbionti della radiazione C3 alla radiazione C1, probabilmente guidato da temperature dell'acqua di mare più basse.
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Le barriere coralline sono spesso chiamate le foreste pluviali del mare, brulicanti di vita che dipende da una delicata collaborazione tra l'animale corallino e le alghe microscopiche che vivono nei suoi tessuti. Queste alghe, note come Symbiodiniaceae, agiscono come fabbriche di cibo alimentate dal sole, fornendo al corallo energia mentre ricevono riparo in cambio. Questa relazione è così sensibile che, quando le temperature dell'acqua salgono troppo, la partnership si interrompe, le alghe se ne vanno e il corallo diventa bianco in un processo chiamato sbiancamento. Se lo stress continua, il corallo muore. Per decenni, gli scienziati si sono concentrati su come lo stress termico distrugga questo legame, ma con il riscaldamento del pianeta, la storia sta cambiando. Molte specie di corallo non stanno solo morendo; si stanno spostando. Spinti dall'innalzamento delle temperature oceaniche, questi costruttori di barriere si stanno espandendo i loro areali verso nord, in acque temperate più fredde dove non hanno mai vissuto prima. La domanda ora non è solo se i coralli possano sopravvivere al freddo, ma se i loro partner microscopici possano tenere il passo con il viaggio.
Un team di ricercatori guidato da Nina Yasuda e Akifumi Shimura si è messo in viaggio per investigare questa migrazione lungo la costa del Giappone, dove due tipi specifici di corallo pietroso, Acropora cf. solitaryensis e A. aff. divaricata, stanno spingendo i propri confini verso i limiti settentrionali del loro habitat. Questi coralli si sono recentemente stabiliti in acque vicino a Tateyama e Tsushima, aree che un tempo erano troppo fredde per la loro sopravvivenza. Gli scienziati volevano sapere se queste popolazioni pioniere fossero geneticamente distinte dai loro cugini meridionali e, cosa più importante, se avessero cambiato i loro partner algali per adattarsi all'ambiente più freddo. Per scoprirlo, hanno raccolto campioni di corallo da dieci diverse località che coprono centinaia di chilometri, dalle calde coste meridionali fino alle fredde frontiere settentrionali. Hanno anche raccolto campioni dell'acqua marina e dei sedimenti circostanti per vedere quali alghe fossero disponibili nell'ambiente.
Utilizzando strumenti genetici avanzati, i ricercatori hanno prima esaminato gli ospiti corallini stessi. Hanno analizzato migliaia di marcatori genetici per vedere se i coralli al limite settentrionale fossero isolati o se rimanessero connessi alle popolazioni principali più a sud. I risultati hanno mostato che i coralli settentrionali non erano geneticamente isolati; condividevano un alto grado di somiglianza genetica con le popolazioni meridionali, suggerendo che le larve si spostano ampiamente, colonizzando con successo nuovi territori. Questa connettività significa che le popolazioni settentrionali non stanno perdendo la loro diversità genetica, il che è un buon segno per la loro sopravvivenza a lungo termine. Tuttavia, quando il team ha rivolto l'attenzione alle alghe che vivono all'interno dei coralli, è emersa una differenza sorprendente.
Nelle parti centrali e più calde del loro areale, i coralli ospitavano quasi esclusivamente un gruppo specifico di alghe noto come radiazione C3, che include una variante comune chiamata C115d. Ma nelle due località più a nord, la storia era completamente diversa. I coralli lì avevano in gran parte sostituito il partner con un gruppo diverso, la radiazione C1. La specifica variante C3 trovata a sud era del tutto assente dai corali settentrionali. Non si trattava di un caso in cui i coralli prendessero semplicemente qualunque alga stesse galleggiando nelle vicinanze. Sebbene i ricercatori avessero trovato tracce delle alghe di tipo meridionale nell'acqua marina vicino ai siti settentrionali, i corali stessi avevano stabilito fermamente una relazione con la radiazione C1. Persino i giovani coralli, i giovanili, al limite settentrionale ospitavano già questo nuovo partner, indicando che il cambio avviene molto presto nella vita del corallo, probabilmente quando si insediano sulla barriera.
Lo studio suggerisce che questo cambio di partner sia una chiave di adattamento al freddo. L'analisi statistica dei dati ha indicato che la temperatura del mese più freddo è il fattore più forte che guida questo cambiamento. Più l'acqua è fredda, più è probabile che i coralli ospitino l'alga della radiazione C1. Altri fattori, come la limpidezza dell'acqua e i livelli di nutrienti, hanno giocato un ruolo minore. Questa scoperta mette in discussione la vecchia idea secondo cui il limite settentrionale della distribuzione dei coralli è determinato esclusivamente dalla capacità dell'animale corallino di resistere al freddo. Inveve, sembra che la capacità del partner algale di prosperare nel freddo sia altrettanto critica. I corali non si stanno solo spostando verso nord; stanno portando con sé una nuova squadra, tollerante al freddo.
Questa scoperta evidenzia una complessa danza di sopravvivenza dove l'ospite e il suo simbionte devono evolversi insieme. I ricercatori hanno scoperto che, mentre i coralli stessi rimanevano geneticamente simili attraverso la vasta distanza, il loro microbioma interno si era riorganizzato per adattarsi al nuovo clima. È un promemoria del fatto che, mentre gli oceani si scaldano e le specie spostano i loro areali, il successo di queste migrazioni dipenderà dalla flessibilità di queste partnership invisibili. I coralli più a nord non stanno solo sopravvivendo in un nuovo luogo; stanno prosperando formando una nuova alleanza, offrendo uno sguardo su come la vita possa adattarsi a un mondo che cambia.
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