Un team internazionale ha mappato il panorama microbico delle barriere coralline: un potenziale inesplorato per la medicina del futuro

Custodi di una vita che oltrepassa di misura i confini del visibile, le barriere coralline non sono soltanto un hotspot di biodiversità macroscopica. Tra i tessuti dei polipi corallini, infatti, brulica un universo microscopico altrettanto complesso e vitale. Un recente studio internazionale rivela che il segreto della resilienza e della ricchezza chimica di questi ecosistemi risiede nel loro microbioma: una riserva inesplorata di molecole che potrebbe riscrivere il futuro della medicina e delle biotecnologie.

Il microbioma delle barriere coralline: una biblioteca molecolare sommersa

Ai nostri occhi, le barriere coralline appaiono come paesaggi marini di rara bellezza, “divorati dai pesci e assaliti dal mare”. Oltre a ciò, gli ecosistemi corallini sono infrastrutture biologiche vitali per la salute dell’oceano e per le economie umane, cui forniscono scenari sottomarini che attraggono ogni anno migliaia di turisti e grandi quantità di pesce.

Nonostante coprano meno dello 0,1% della superficie oceanica, infatti, le barriere coralline ospitano circa il 25% di tutte le specie marine conosciute: ciò significa che un quarto di tutte le specie di pesci oceanici dipende da queste strutture in una certa fase del proprio ciclo vitale. Molti pesci che da adulti vivono in mare aperto, come alcuni tonni, vi trascorrono le prime fasi della vita, altri frequentano le barriere per nutrirsi (dei piccoli animali che popolano l’ecosistema corallino o degli stessi polipi).

In più, le barriere coralline proteggono le coste da tempeste ed erosione e “nutrono” zone dell’oceano che altrimenti sarebbero deserte. Oggi scopriamo che oltre ad ospitare i più alti tassi di biodiversità marina, le barriere coralline sono anche la matrice di una grande varietà di microbi, e producono sostanze chimiche che potrebbero rivelarsi molto promettenti per la medicina e per le biotecnologie.

Un team di ricerca internazionale ha scoperto che diverse specie di corallo ospitano comunità microbiche distinte e biomolecole finora sconosciute. La vera biodiversità dei coralli, insomma, potrebbe risiedere nel loro microbioma.

Un ricco ecosistema microscopico schierato a difesa dei coralli del mare

Come si legge nello studio pubblicato su Nature, i coralli dipendono da diverse comunità di microrganismi, che chiamiamo nel complesso microbioma. Queste comunità forniscono ai coralli nutrienti vitali (carbonio, azoto, fosforo, vitamine, aminoacidi) e agiscono a protezione dell’organismo ospite, per esempio nei confronti di alcune malattie infettive. Una ricerca del 2006 aveva concluso che i microbi associati ai coralli di barriera producano metaboliti bioattivi per respingere agenti patogeni, predatori e competitor.

Oggi sono in fase di sperimentazione clinica agenti antitumorali scoperti in altri invertebrati di barriera, come spugne e coralli molli, ma sappiamo ancora ben poco sul potenziale bioattivo dei microbiomi corallini. Perciò, col supporto del consorzio Tara Pacific, il team di ricerca ha analizzato campioni di microbioma raccolti tra il 2016 e il 2018 da 99 diverse barriere coralline in 32 isole dell’Oceano Pacifico, mappando il panorama microbico dei coralli costruttori di barriera su una scala senza precedenti in un oceano che ospita il 40% delle barriere coralline del mondo.

I ricercatori hanno ricostruito i genomi di 645 specie microbiche, di cui oltre il 99% non era mai stato caratterizzato a livello genomico. Come spiega la dottoressa Maggie Reddy, del Ryan Institute dell’Università di Galway,

“Quando abbiamo confrontato i nostri risultati con i microbi trovati su altre specie di barriera corallina, è diventato chiaro quanto poco sappiamo ancora. Delle oltre 4.000 specie microbiche identificate, solo il 10% ha informazioni genetiche disponibili e meno dell’1% delle specie trovate solo nei campioni di Tara Pacific è stato studiato in precedenza. Ciò evidenzia una grave lacuna nella nostra comprensione e sottolinea la necessità di molte più indagini sulla biodiversità, soprattutto nelle regioni meno studiate.”

Proteggere la scienza del futuro parallelamente alla salute degli oceani

La ricerca mette in luce una dimensione critica, spesso trascurata, della conservazione: quando le barriere coralline muoiono, non perdiamo solo coralli, spugne, alghe e pesci; perdiamo una vasta “biblioteca molecolare” legata alla vita microbica. La caratterizzazione biochimica di enzimi e composti precedentemente sconosciuti, inoltre, suggerisce un immenso potenziale inesplorato per la biotecnologia e la medicina.

“Il potenziale biosintetico dei microbiomi corallini costruttori di barriera è pari o superiore a quello delle tradizionali fonti di prodotti naturali come le spugne. Tra i batteri ricchi di attività biosintetica presenti nel microbioma della barriera corallina, abbiamo identificato microrganismi precedentemente sconosciuti (ad esempio, Acidobacteriota) che vivono con i coralli e producono nuovi enzimi con interessanti potenziali applicazioni biotecnologiche”,

ha spiegato il professor Olivier Thomas.

Batteri, archei, funghi, virus e alghe che vivono sulla superficie e all’interno dei tessuti corallini sono partner altamente specializzati dei loro ospiti, e sono prolifici produttori di composti bioattivi. Come ha sottolineato Thomas,

“Questa ricerca rappresenta un chiaro invito all’azione per proteggere le nostre barriere coralline, non solo per il loro valore come ecosistema unico, ma anche per preservare l’eccezionale diversità chimica che potrebbe consentire future scoperte scientifiche”.

Il mese prossimo, Reddy e Thomas si uniranno alla spedizione Tara Coral in Papua Nuova Guinea per raccogliere e studiare altri campioni marini.

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I ricercatori hanno ricostruito i genomi di 645 specie microbiche, di cui oltre il 99% non era mai stato caratterizzato a livello genomico (Foto: Fernándo Herranz Martín / GNU General Public License)