Il riscaldamento degli oceani intensifica le epidemie virali nei coralli
Documentate per la prima volta le dinamiche dei virus che infettano i simbionti dei coralli in tutta la barriera corallina
[4 Aprile 2023]
I colori mozzafiato dei coralli che costruiscono la barriera corallina provengono da alghe fotosintetiche che vivono all’interno dei coralli. Il nuovo rivoluzionario studio “Viruses of a key coral symbiont exhibit temperature-driven productivity across a reefscape” pubblicato su ISME Communications e frutto di 3 anni di lavoro di un team di ricercatori statunitensi, neozelandesi e delle Isole Vergini Usa ha scoperto che durante le ondate di caldo marino i virus possono aumentare i loro attacchi a queste alghe simbiotiche.
Pochi studi hanno esaminato in che modo il caldo e altre forme di stress influenzano le epidemie di virus dei coralli, e ancora meno hanno esaminato le dinamiche di queste epidemie a livello di barriera corallina il nuovo studio fa entrambe le cose ed è anche il primo studio ad analizzare la prevalenza, la persistenza, i fattori scatenanti e gli impatti sulla salute dei “dinoflagellate-infecting RNA viruses” (dinoRNAV), virus a RNA che infettano i dinosauri” (dinoRNAV), virus a RNA a filamento singolo infettano le alghe simbiotiche che vivono all’interno dei coralli.
La principale autrice dello studio, Lauren Howe-Kerr del Department of BioSciences della Rice University, ha sottolineato che «I ricercatori di coralli e malattie marine stanno prestando maggiore attenzione ai virus dei coralli sulla scia degli studi dell’ottobre 2021 e del febbraio 2022 che hanno trovato prove che suggeriscono che le infezioni virali dei dinoflagellati simbiotici potrebbero essere responsabili della malattia da perdita di tessuto del corallo pietroso (SCTLD)», una delle più letali malattie dei coralli mai registrate, la SCTLD ha decimato le barriere coralline in Florida e nei Caraibi da quando è stata identificata per la prima volta nel 2014.
La Howe-Kerr evidenzia che «Sebbene questo studio non sia focalizzato sulla SCLTD, costruisce la nostra comprensione dei virus dei coralli, e in particolare dei virus a RNA che infettano gli endosimbionti dei coralli. Il nostro lavoro fornisce la prima prova empirica che l’esposizione alle alte temperature sulla barriera corallina innesca infezioni da dinoRNAV all’interno delle colonie di coralli e abbiamo dimostrato che tali infezioni sono intensificate nelle colonie di coralli malsane».
Lo studio è stato condotto nella stazionde del Moorea Coral Reef (MCR) Long Term Ecological Research Program (LTER), nella Polinesia francese. Moorea, che dista circa 20 miglia da Tahiti, è circondata da barriere coralline ed è qui che sono stati raccolti campioni di 54 colonie di coralli due volte l’anno tra agosto 2018 e ottobre 2020. Le temperature dell’acqua più calde durante quel periodo sono state nel marzo 2019.
I ricercatori spiegano che «I siti di studio erano situati in una varietà di zone della barriera corallina soggette a diversi tipi di stress ambientale. Ad esempio, le barriere coralline rivolte verso l’oceano sono più profonde, con temperature dell’acqua più fresche e costanti, mentre le barriere coralline vicino alla costa nelle lagune sono soggette alle temperature più elevate e alla maggiore variabilità di temperatura».
Howe-Kerr ha effettuato campionamento e analisi durante i suoi studi di dottorato nel laboratorio Rice della biologa marina e coautrice dello studio Adrienne Correa che ricorda: «E’ stato un enorme lavoro di squadra uscire e localizzare e campionare esattamente le stesse colonie di coralli due volte all’anno in questo periodo di tre anni. Questo è stato ulteriormente complicato dalla pandemia, che ci ha impedito di campionare a marzo 2020, ma alla fine ne è valsa la pena. Abbiamo imparato molto sulle dinamiche virali a livello di barriera corallina. Era già chiaro da studi precedenti che i coralli ospitano molti virus diversi, ma non si sapeva come specifici tipi virali fossero distribuiti su una barriera corallina».
Lo studio “Thermal stress triggers productive viral infection of a key coral reef symbiont”, pubblicato su The ISME Journal nel 2020 del team della Correa e che vedeva come principale Carsten Grupstra della Rice, ha ottenuto risultati dettagliati con esperimenti in vasca che hanno mostrato che «L’attività virale di un singolo gruppo virale – dinoRNAV – nei coralli è aumentata sotto stress da caldo». La Correa spiega che «Questo studio triennale si basa su quello e dimostra che può accadere anche nell’oceano. Abbiamo visto lo stesso tipo di aumento indotto dal caldo nella produzione virale in tutte le barriere coralline».
Per la Howe-Kerr, «Il nuovo studio fornisce anche uno dei primi scorci di come i dinoRNAV si comportano nel tempo e nello spazio sulle barriere coralline e sulle zone del reef. Siamo stati in grado di caratterizzare la diversità dei dinoRNAV e la loro prevalenza per più anni nelle colonie e negli ambienti della barriera corallina. Ad un certo punto, nei tre anni, abbiamo rilevato infezioni da dinoRNAV in oltre il 90% delle colonie campionate. E la composizione e la diversità dei virus che abbiamo trovato in quelle infezioni differivano tra le zone della barriera corallina. Questo indica che le condizioni ambientali svolgono un ruolo nella dinamica di questi focolai».
Se tutte le 54 colonie sono sopravvissute all’esperimento triennale, il 50% ha subito una mortalità parziale. I più colpiti sono stati i reef di fronte all’oceano, che avevano quasi tre volte più probabilità di subire una mortalità parziale rispetto ai coralli nelle barriere coralline interne, che potrebbero essere più abituati a gestire le alte temperature delle acque più basse vicino alla costa.
La Correa conclude: «Una più ampia varietà di virus a RNA è stata trovata nelle colonie stressate dal caldo nel 2019, il che suggerisce che la produzione virale è aumentata. E il modello si è dimostrato più forte nelle colonie che hanno subito una mortalità parziale, il che indica specifiche interazioni virus-ospite che potrebbero determinare impatti sull’ecosistema. Probabilmente la produttività virale aumenterà man mano che le temperature degli oceani continueranno a salire. E’ importante imparare il più possibile sulle interazioni ospite-virus, perché hanno il potenziale per alterare la simbiosi fondamentale che è alla base degli ecosistemi della barriera corallina».