Tossico e non

Comunicazioni Terra e Ambiente volume 4, numero articolo: 263 (2023) Citare questo articolo

333 accessi

1 Altmetrico

Dettagli sulle metriche

I dinoflagellati comprendono specie produttrici di tossine molto abbondanti e diverse tra il fitoplancton marino. Lavori precedenti suggerivano che alcuni taxa batterici possano influenzare la produzione di tossine nei dinoflagellati, tuttavia, si sa poco sull'impatto dei dinoflagellati tossici sulla loro flora batterica coesistente. Qui abbiamo caratterizzato le comunità batteriche associate a 22 colture clonali di dinoflagellati utilizzando il metodo del metabarcoding del DNA, comprese 11 specie tossiche confermate e 11 specie che non sono state segnalate come tossiche. L'analisi della diversità beta ha rivelato che tutte le 11 specie del gruppo tossico erano raggruppate insieme e nettamente separate dal gruppo non tossico, suggerendo fortemente che la composizione della comunità batterica era largamente influenzata da ospiti dinoflagellati tossici. Si è scoperto che il gruppo tossico includeva una maggiore abbondanza relativa di utilizzatori di non carboidrati e taxa che degradavano gli xenobiotici e mostrava effetti inibitori sui batteri alghicidi. Questi risultati hanno suggerito che i dinoflagellati tossici ospitano comunità batteriche distintive dalle specie non tossiche in molteplici modi nelle loro ficosfere.

Le interazioni ecologiche tra fitoplancton e batteri sono tra i collegamenti quantitativi più importanti nei cicli globali del carbonio e dei nutrienti1,2. Il fitoplancton espelle composti organici che rappresentano una frazione importante della produzione primaria, costituendo la base della rete alimentare microbica marina3. È stato proposto che molte interazioni dirette avvengano nella ficosfera, che è definita come uno strato limite diffusivo che circonda immediatamente le cellule di fitoplancton ed è arricchito di materia organica2,4. Le comunità batteriche associate che consumano metaboliti del fitoplancton hanno effetti a cascata sulla rete alimentare e incidono sui tassi e sull’efficienza della trasformazione della materia organica marina, essendo quest’ultima un fattore chiave nell’equilibrio della CO2 oceano-atmosfera1,5. È probabile che la configurazione di tali interazioni sia estremamente diversificata, poiché gli esempi di relazioni batteri-fitoplancton variano ampiamente da patogeni a mutualistici, il che influisce simultaneamente sia sulla biologia dell'ospite algale che sulla composizione delle comunità batteriche2,3,5,6.

I dinoflagellati sono microalghe unicellulari onnipresenti, che occupano importanti nicchie negli ambienti marini e d'acqua dolce globali. I membri di questo lignaggio non sono solo produttori primari e pascolatori vitali, ma anche i principali agenti causali delle fioriture algali dannose (HAB). È stato segnalato che solo il 2% circa delle specie algali producono HAB, di cui il 75% sono dinoflagellati7. Questo gruppo di alghe comprende anche il maggior numero di specie produttrici di tossine tra il fitoplancton marino8. Le loro tossine possono essere estremamente letali e molte di esse sono efficaci a dosaggi molto inferiori rispetto agli agenti chimici convenzionali9. Le fioriture tossiche di dinoflagellati attirano grande attenzione a causa del loro impatto diffuso sull’acquacoltura, sulla pesca e sugli ecosistemi costieri9,10,11,12,13. Le tossine dinoflagellate possono anche accumularsi e trattenersi nello zooplancton marino, provocando la moria dei pesci e persino l'avvelenamento umano attraverso il consumo di frutti di mare contaminati14,15. Mentre gli HAB tossici dei dinoflagellati sono stati ampiamente studiati dal punto di vista ecologico, le caratteristiche biologiche dei composti tossici derivati ​​dai dinoflagellati e in particolare i loro effetti sui microbi concomitanti rimangono oscuri15,16. Tra tutte le tossine dinoflagellate, solo un numero limitato è stato identificato, come le ben note tossine dell'avvelenamento da molluschi, comprese le tossine paralitiche dei molluschi (PST), le tossine amnesiche dei molluschi (AST), le tossine diarretiche dei molluschi (DST), le tossine neurotossiche dei molluschi (NST). ), tossine dei pesci ciguatera (CTX), tossine azaspiracide (AZT) e karlotossine10,11,12,13. Molte tossine ittiotossiche (che uccidono i pesci) non sono ancora state identificate (vedi revisioni di rif. 1,17). Inoltre, i composti tossici prodotti dai dinoflagellati hanno mostrato un'ampia varietà di attività biologiche e quindi hanno avuto effetti distinti sulla comunità microbica concomitante (rivista nel rif. 16).