Sperimentazione di un trattamento per attenuare lo sbiancamento dei coralli

12 ottobre 2021

Di Rebecca JonesCollege of Engineering

La barriera corallina più grande del mondo è in pericolo, secondo un rapporto pubblicato dalle Nazioni Unite a giugno. Lo sbiancamento dei coralli, causato dall’innalzamento della temperatura del mare, rappresenta una minaccia per la sopravvivenza della Grande Barriera Corallina e di altre colonie di coralli in tutto il mondo.

Affrontare questo problema è essenziale per la sopravvivenza delle popolazioni coralline che, una volta perse, raramente ricompaiono. Aiuterebbe inoltre a preservare gli ecosistemi marini, alcune delle fonti più importanti della biodiversità terrestre.

La ricercatrice della VCU Engineering Liza Roger, Ph.D., sta sviluppando una strategia per mitigare lo sbiancamento dei coralli. Ha ricevuto un premio 2021 Early Career Training Program Award dal Coral Bleaching Research Coordination Network, un programma interdisciplinare finanziato dalla National Science Foundation.

Roger è un ricercatore post-dottorato nel laboratorio di Nastassja Lewinski, Ph.D., professore associato presso il Dipartimento di Ingegneria Chimica e delle Scienze della Vita. Lewinski è a capo della ricerca sulle colture di cellule di corallo presso la Virginia Commonwealth University come parte di un team multiuniversitario che studia modi per aiutare i coralli a sopravvivere.

"L'uso della nanotecnologia per salvare le barriere coralline è entusiasmante, inoltre ci sfida a riflettere profondamente sulle interazioni nanoparticelle-corallo e sulle nanoparticelle nell'ambiente", ha affermato Lewinski.

I coralli sani vivono in simbiosi con le alghe nei loro tessuti, che aiutano a nutrire il corallo attraverso la fotosintesi. Tuttavia, troppo calore o luce provocano stress ossidativo, che danneggia le cellule dei coralli, con conseguente rottura della simbiosi. Ciò porta all'espulsione delle alghe, rendendo visibile lo scheletro attraverso la trasparenza del tessuto, processo comunemente chiamato sbiancamento dei coralli.

Il programma di formazione iniziale offre opportunità nello studio dello sbiancamento dei coralli in un laboratorio partner. Il premio di Roger fornisce fondi per viaggi e forniture di ricerca per consentirle di eseguire esperimenti con due collaboratori presso l'Università della California, Riverside.

Roger studierà il trattamento di esemplari di alghe simbiotiche tipicamente associate ai coralli con antiossidanti per proteggerli dallo sbiancamento, proprio come le persone mangiano cibi ricchi di antiossidanti per migliorare la propria salute e combattere l’invecchiamento. Poiché i coralli non possono mangiare cibi come fanno gli esseri umani, gli antiossidanti vengono forniti sotto forma di nanoparticelle troppo piccole per essere viste dall'occhio umano.

Utilizzando un metodo di somministrazione chiamato reinfezione, Rogers introduce le alghe contenenti nanoparticelle di ossido di cerio, un noto antiossidante, nei coralli sbiancati nella speranza che il corallo formi una nuova relazione simbiotica con le alghe antiossidanti e ne tragga beneficio.

I coralli sbiancati possono riprendersi se i fattori di stress ambientale diminuiscono, ha detto. "Non possiamo ridurre il calore o l'intensità della luce per loro, quindi se possiamo dare loro un trattamento per mitigare l'effetto, si spera di poterli aiutare a superare l'ondata di caldo."

Indaga anche sulla consegna, cercando di trovare un metodo pratico per estendere il trattamento a tutti i coralli e alle barriere coralline. Il metodo di reinfezione cerca di fornire gli antiossidanti nel cloroplasto delle alghe per promuovere e proteggere il processo di fotosintesi, con l'idea che il corallo poi lavori con le alghe come parte del suo tipico processo di simbiosi.

Parte della messa a punto di questo sistema di distribuzione include la determinazione del giusto dosaggio di nanoparticelle antiossidanti che sono benefiche per il corallo, ma non dannose per altri organismi che si nutrono di alghe, come i pesci.

"Dobbiamo controllare tutto questo", ha detto Roger, spiegando che questi ecosistemi sono fondamentali e "sono punti caldi della biodiversità a causa dell'abbondanza e della diversità della vita".

Nelle prossime due settimane pubblicheremo una serie di storie che dimostrano l'ampia diversità della ricerca universitaria presso la VCU, dove ricerca, creatività e innovazione sono sinonimo di ricerca sull'impatto pubblico. Il 20 ottobre, il presidente Michael Rao, Ph.D., e il vicepresidente della ricerca e dell'innovazione P. Srirama Rao, Ph.D., discuteranno un nuovo piano strategico di ricerca audace e ambizioso che fungerà da quadro per semplificare il futuro investimenti, portando a maggiori finanziamenti e crescita, promuovendo in definitiva l’eccellenza nella ricerca all’università. Si prega di visitare il sito Web OVPRI per i dettagli dell'evento su come partecipare alla conversazione.