Un cocktail di batteri per salvare i coralli

Nelle questioni di ambiente marino si parla sempre più spesso di batteri: batteri che mangiano petrolio, batteri che digeriscono la plastica, e ora di batteri che rinforzano i coralli per aiutarli a sopravvivere alle temperature sempre più alte. Uno studio rivoluzionario, iniziato in Brasile ed approdato in Mar Rosso, sembra molto, molto incoraggiante per il futuro delle barriere coralline. Non mancano, ovviamente, le critiche di chi teme sconvolgimenti. Ma partiamo dall’inizio, dal Brasile.

Mangrovie
Il primo esperimento è sulle mangrovie

È il 2008, e il nemico più noto e insidioso per l’ambiente marino è lo sversamento di petrolio, un vero killer per le mangrovie. Della loro importanza per catturare la CO2 sul pianeta, ma non solo, abbiamo parlato qui https://www.imperialecowatch.com/2021/05/13/carbonio-blu-una-risorsa-del-mare-contro-la-crisi-climatica/

Alexander Rosado, microbiologo e ricercatore dell’Università di Rio de Janeiro ha una idea: far assorbire alle mangrovie dei batteri in grado di aiutarle a distruggere il petrolio. Dopo alcuni studi, tra i quali il sequenziamento dei geni, il suo team di ricercatori produce delle pillole di probiotici da inserire dove le mangrovie affondano le loro radici, nei sedimenti. L’esito dell’esperimento, condotto in laboratorio, lascia tutti sorpresi. Non solo le mangrovie trattate con i batteri si difendono, ma il loro accrescimento è più veloce e la loro risposta immunitaria e ormonale è più forte. Ma un altro nemico del mare, e non solo, si affaccia sulla scena. Un nemico assai più insidioso perché non conosce limiti: il riscaldamento globale.

I fenomeni di sbiancamento di massa dei coralli non sono ancora così frequenti né così estesi, ma i ricercatori sanno cosa sta succedendo e cosa succederà. Raquel Peixoto, una ricercatrice dello stesso team di Rosado, volge lo sguardo ai coralli, le vittime annunciate del prossimo sterminio di massa. Si concentra su una specie in particolare: la Mussismilia hispida, endemica del Brasile. I ricercatori prelevano frammenti di quel corallo e li immergono in una soluzione a base di acqua di mare per far rilasciare i batteri, coltivarli e selezionarli in base al loro potenziale genetico e metabolico. Di utili ne restano una mezza dozzina. Alcuni di questi batteri possono aumentare l’apporto di sostanze nutritive, altri sono ottimi antagonisti naturali dei patogeni, altri ancora riescono a controllare le specie ossidanti, generare nutrienti, riciclare le sostanze tossiche e l’azoto. L’esperimento viene condotto in due vasche separate. In una vasca viene somministrato il probiotico, un cocktail denominato BMC (Beneficial Microorganisms for Corals) nell’altra vasca, come in medicina, un placebo. Si aumenta la temperatura in entrambe le vasche.

Zooxantelle | © CSU’s Algae Club

In mare, con l’aumentare dei gradi, le alghe simbionti (o zooxantelle) iniziano ad emettere sostanze tossiche, per loro stesse e per i coralli. A quel punto i coralli le sfrattano. Ma nel condominio le alghe sono responsabili dei carboidrati per i polipi che abitano le strutture calcaree. È il momento in cui i coralli si sbiancano. Non è un fatto estetico, come sottolinea la Peixoto, ma un segno di un profondo stress e di squilibrio. A volte le alghe simbionti tornano, a volte no. Nel secondo caso interviene la morte.

Il risultato dell’esperimento è, di nuovo, sorprendente: la sopravvivenza dei coralli trattati è del 40% in più rispetto al gruppo di controllo, il probiotico innesca un processo di ristrutturazione del microbioma che mitiga sbiancamento e mortalità. I geni, sollecitati dai microorganismi, si esprimono meglio nel processo di guarigione. Per spiegare ai media cosa succede in modo molto semplice la Peixoto ricorre a una metafora:

“È come prendere uno yoghurt quando si segue una cura antibiotica”

Antibiotici per coralli

Sì, è stato sperimentato anche quello, nei laboratori della Nova Southern University, NSU, della Florida. Il risultato? L’antibiotico ha distrutto i patogeni, ma anche i microorganismi utili alla sopravvivenza. All’Hawaii Institute of Marine Biology, invece, avevano tentato qualcosa di un pelino più sofisticato: avevano messo in coltura i batteri correlati ai coralli per poi somministrarglieli in grandi quantità. Con un esito infausto. Il motivo? Tra i i batteri c’erano anche dei patogeni. Ed è stato forse questo secondo esperimento a far sollevare le critiche alla Peixoto sulla sperimentazione in mare. Nessuno può prevedere gli esiti di questo tipo di manipolazione, affermano i detrattori. Per inciso: non si tratta di ingegneria genetica, la manipolazione influenza l’espressione dei geni, cioè la loro capacità intrinseca di reagire al meglio in determinate circostanze ambientali.

E lei non si ferma. Sa che negli ultimi trent’anni la temperatura è aumentata del 450% rispetto al trentennio precedente. Sa che il 32% delle specie marine conosciute dipendono dalle barriere coralline. Sa che le barriere proteggono le coste assorbendo o dissipando il 90% dell’energia delle onde. Ma soprattutto sa che negli ultimi 50 anni è andato perduto il 50% delle barriere coralline e che il riscaldamento sta accelerando oltre ogni pessimistica previsione:

“La finestra delle opportunità per salvare i coralli si sta chiudendo” afferma.

La sperimentazione in mare è irrinunciabile. Si va in Mar Rosso, presso la KAUST: King Abdullah University of Science and Technology, Arabia Saudita.

Raquel Peixoto | © KAUST
Temperature estreme

Se è vero che il Mar Rosso è mediamente il più freddo dei mari tropicali, è anche vero che le temperature di superficie, dove i coralli sono più esposti al calore, nella stagione estiva possono raggiungere temperature da record. Le specie che vivono in Mar Rosso sono presenti in gran parte dell’area che va dall’Oceano Indiano all’Oceano Pacifico. Ma perché alle Maldive e sul Great Barrier Reef i coralli muoiono e in Mar Rosso sopravvivono? Come hanno fatto ad adattarsi? Queste sono le domande che si pongono tutti i ricercatori del mondo e alle quali la Peixoto vuol dare una risposta.

Pocillopora verrucosa | © Philippe Bourjon

Peixoto e il team, alla KAUST, ripetono l’esperimento con la Pocillopora verrucosa, una specie di corallo duro comune in Mar Rosso e nell’area dell’Indopacifico.

Della Pocillopora è nota la sequenza genomica, è oggetto di un’abbondante letteratura scientifica, in più è una loro vecchia conoscenza, in quanto hanno precedentemente lavorato su questa specie in vasca. Il procedimento di creazione dei probiotici BMC per la Pocillopora del Mar Rosso è lo stesso utilizzato in precedenza per la Mussimilia hispida brasiliana. Completata con successo la fase sperimentale, i batteri selezionati vengono immagazzinati in capsule a lento rilascio. Ora gli scienziati sono pronti a testare i probiotici sui coralli in mare. La sperimentazione sta avvenendo adesso, mentre scrivo. La stanno portando avanti in una zona non lontana dal KAUST, dove teste di corallo isolate e piccoli tratti di barriera forniscono uno scenario logisticamente perfetto per scegliere le aree di controllo e le aree di sperimentazione. Coral patches, le chiamano in Inglese, piccole macchie marroni disseminate su un distesa azzurra.

Mussismilia hispida | © Dr. Dr. J.E.N. “Charlie” Veron, Australien
Aspettando i risultati

Ci vorrà del tempo. La scienza è lenta perchè ha bisogno di innumerevoli dati e di verifiche incrociate. E anche in caso di successo i ricercatori avranno davanti altre domande, come la frequenza con cui i coralli dovranno essere trattati e determinare la loro capacità di trasmettere l’adattamento alle generazioni successive. L’eroe che salva il pianeta trovando un antidoto, o un vaccino, in pochi giorni esiste solo in certi film americani, purtroppo quelli che costano e incassano di più. I costi dell’operazione, invece, sono ancora imprevedibili e la stessa Raquel Peixoto non ne ha ancora una idea precisa. Può solo ipotizzare la scala di spesa: sui 600-700 dollari per kilometro quadrato di barriera. Forse. Ma sa che se la sperimentazione avrà successo il progetto potrebbe essere espanso a tutto il pianeta. Sentite cosa ha dichiarato Raquel Peixoto in proposito:

“Il nostro obiettivo è selezionare i probiotici che possono essere utilizzati in luoghi diversi con specie diverse, ma dobbiamo iniziare lentamente, comprendendo prima i loro effetti sulla barriera corallina locale e sul suo microbioma. Fa parte del nostro quadro di sviluppo sostenibile e intelligente per muoverci in modo sicuro e responsabile. Se funziona, allora partiamo da qui. Penso davvero che i microbi governino il pianeta, essi forniscono il ciclo di nutrienti da cui dipendono tutte le forme di vita per la sopravvivenza”.

Fattibilità, responsabilità ed applicazioni future

Ho voluto chiedere un parere personale a Giovanni Diego Masucci, biologo marino e ricercatore dell’università delle Ryukyu, in Giappone. Si occupa di coral restoration con https://theoceancy.org/, una NGO il cui scopo è educare comunità e volontari alla salvaguardia e al ripristino delle barriere coralline. Dal suo punto di vista l’idea della Peixoto è geniale.

“So chi è la Peixoto – mi dice Masucci – è una ricercatrice seria e molto stimata, ho letto con piacere alcuni suoi lavori. Dare un nuovo impulso alle barriere utilizzando ciò che già fa parte della loro biologia è una idea geniale che, da quanto si legge, ha già dato degli ottimi risultati in laboratorio. Sarà comunque la sperimentazione in mare a decidere, visto che presenta sempre un livello di complessità imparagonabile a quello degli esperimenti in vasca, ma le premesse mi sembrano ottime.”

Raquel Peixoto | © KAUST

Gli domando se condivide le preoccupazioni di chi teme un intervento ‘manipolatorio’ dell’ecosistema marino.

“L’ecosistema marino è già brutalmente manipolato – ride – immettiamo continuamente virus e batteri che neanche gli appartengono. Inoltre, riversiamo in mare inquinanti e medicinali, tra i quali antibiotici ed ormoni. Questi ultimi sono tra i più pericolosi tra le sostanze perché ne basta una concentrazione infinitesimale per innescare reazioni biologiche significative. No, non mi preoccuperei di questi batteri, perché fanno parte di un microbiota autoctono al corallo stesso. L’idea di sperimentare con il KAUS è ottima: in Mar Rosso le barriere coralline sono spesso discontinue, il che consente di avere a portata di mano sia le porzioni di reef sui quali verrà effettuata la sperimentazione, sia quelle adibite a controllo. Se avrà successo, come mi auguro, allora sorgeranno altre domande legate principalmente ai costi, alla logistica e poi all’incognita più grande di tutte: di quanto si alzeranno ancora le temperature del mare da qui al 2030 o al 2050? Come abbiamo visto l’innalzamento delle temperature ha sforato ogni più pessimistica previsione. Non possiamo aspettarci una bacchetta magica per i coralli ed ignorare il problema principale. Questo nuovo approccio potrebbe essere di grande aiuto per ripristinare coralli danneggiati, ma il coral restoration, come tanti altri interventi, ha una portata limitata e non vorrei che costituisse un alibi per continuare a produrre gas serra.”

Raquel Peixoto | © KAUST
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