Il microbioma, la "sentinella" invisibile che può salvare le foreste marine

Prima che un corallo diventi bianco, qualcosa può essere già cambiato nel suo mondo invisibile. Batteri e altri microrganismi che vivono sulla sua superficie e nei suoi tessuti reagiscono infatti agli stress ambientali prima che il danno diventi evidente ai nostri occhi. E proprio lì, in quella comunità microscopica che accompagna coralli, alghe e piante marine, potrebbe nascondersi uno degli strumenti più promettenti per capire in anticipo quando un ecosistema sta per perdere l’equilibrio. È il microbioma marino, protagonista di un articolo pubblicato su “Trends in Ecology & Evolution” da Luca Rindi, Alexander H. McGrath e Lisandro Benedetti-Cecchi dell’Università di Pisa insieme a Ezequiel M. Marzinelli dell’Università di Sydney. L’idea è semplice e insieme ambiziosa: smettere di osservare soltanto l’organismo visibile e considerarlo insieme alla moltitudine di microrganismi con cui vive, come un sistema integrato che gli ecologi definiscono “olobionte”.

Non si tratta di semplici passeggeri. Queste comunità microbiche partecipano al metabolismo degli organismi che le ospitano, favoriscono l’assorbimento dei nutrienti, possono contrastare gli agenti patogeni e contribuire alla risposta agli stress. E, cambiando rapidamente quando mutano temperatura, qualità dell’acqua o disponibilità di nutrienti, finiscono per registrare quasi in tempo reale le trasformazioni dell’ambiente. "La novità non è semplicemente riconoscere che il microbioma è importante per la salute dell’ospite, ma incorporarlo esplicitamente nella resilienza di un ecosistema", spiega Rindi. "La domanda è se modificazioni del microbioma possano cambiare quanto un organismo o un ecosistema è vicino a una soglia di collasso o di recupero". È questo il punto cruciale. Quando un ecosistema marino cambia stato – una foresta di macroalghe che scompare, una prateria marina che arretra, una barriera corallina che degrada – tornare indietro può diventare molto difficile. Individuare il “punto di rottura” prima che venga superato è dunque una delle grandi sfide della conservazione, tanto più in mari sottoposti contemporaneamente a riscaldamento, ondate di calore, inquinamento e pressioni umane. I microbi possono offrire una sorta di sistema di allarme anticipato. Sono estremamente sensibili alle variazioni dell’ambiente e la composizione delle loro comunità può modificarsi quando l’ospite comincia a perdere resilienza, prima che compaiano segnali macroscopici di degrado.

"Se riuscissimo a leggere i segnali che il microbioma invia quando un ecosistema comincia a perdere resilienza, potremmo intervenire prima che il degrado diventi difficilmente reversibile", osserva Rindi. In prospettiva, significa immaginare monitoraggi in cui, accanto alla temperatura dell’acqua, alla copertura delle alghe o allo stato di salute dei coralli, si analizzino anche le variazioni delle comunità microbiche. Una sorta di analisi del sangue applicata agli ecosistemi marini: non una diagnosi infallibile, ma un insieme di segnali capaci di indicare che qualcosa sta cambiando prima che un ecosistema collassi. Ma la parte forse più affascinante viene dopo. Il microbioma non sarebbe soltanto una sentinella: potrebbe diventare anche un alleato dell’ecosistema. Alcuni microrganismi aiutano infatti i loro ospiti ad assorbire nutrienti, contrastano gli agenti patogeni, favoriscono la crescita e ne aumentano la tolleranza agli stress. In alcuni esperimenti specifiche comunità microbiche hanno aumentato la resistenza dei coralli alle ondate di calore, riducendone lo sbiancamento; benefici sono stati osservati anche per piante marine e macroalghe. È qui che si apre la prospettiva più innovativa: capire se e come il microbioma possa entrare nei programmi di restauro ecologico, intervenendo non soltanto sulla specie da proteggere ma anche sul suo invisibile corredo microbico. "Il passo successivo è passare dalle correlazioni agli esperimenti", sottolinea Rindi. "Dobbiamo capire se modificare il microbioma cambia davvero la resistenza dell’ospite, la velocità di recupero e, soprattutto, le soglie oltre le quali il sistema passa a uno stato alternativo: è una delle domande che stiamo affrontando direttamente in campo con la nostra attività di ricerca".

Gli ecosistemi marini, però, sono sistemi complessi e gli stessi microrganismi possono avere funzioni diverse in condizioni ambientali differenti. Resta dunque da capire quali segnali siano davvero affidabili, quali comunità microbiche possano essere manipolate senza effetti indesiderati e quanto i risultati ottenuti in laboratorio possano funzionare su larga scala, in mare aperto. La posta in gioco è alta. Le ondate di calore marine diventano più frequenti e intense e gli ecosistemi costieri possono perdere in tempi relativamente brevi quella capacità di recupero che li ha mantenuti stabili per decenni. Disporre di indicatori capaci di anticipare la crisi significherebbe guadagnare tempo. E nella conservazione il tempo può fare la differenza. "Comprendere il ruolo del microbioma significa mettere a disposizione nuovi strumenti per chi deve monitorare, gestire, proteggere e ripristinare gli ecosistemi costieri, permettendo potenzialmente di intervenire prima che il cambiamento diventi irreversibile", osserva Benedetti-Cecchi. In altre parole, per capire se un mare sta male potrebbe non bastare più guardare ciò che vediamo. Bisognerà imparare a leggere anche la vita invisibile che lo abita: minuscola, mutevole e forse in grado di avvertirci quando siamo ancora in tempo