Le alghe marine svolgono un ruolo chiave negli ecosistemi costieri e sono minacciate dal cambiamento climatico. Adesso, però, i ricercatori hanno sequenziato i genomi di molte specie di alghe brune provenienti da tutto il mondo e, grazie a queste conoscenze, possono studiare come si siano adattate ai cambiamenti ambientali nel corso di circa 500 milioni di anni.

Le alghe brune fanno parte della classe delle Phaeophyceae, sono organismi pluricellulari complessi da un punto di vista anatomico e morfologico, quasi esclusivamente marini e prediligono acque fredde e ben ossigenate. Comprendono circa 250 generi, per un totale di oltre 1.500 specie con una grande varietà di forme e dimensioni. Alcune di esse formano come un’ombra scura sotto la superficie, mentre i pesci appena nati guizzano tra le fronde ondeggianti e sui loro steli vivono briozoi, cnidari e molte altre specie animali.

Le alghe brune svolgono un ruolo fondamentale negli ecosistemi della Terra, in quanto offrono protezione fisica smorzando correnti e onde, forniscono habitat per altre specie, estraggono nutrienti dal fondale e dall’acqua e soprattutto eseguono la fotosintesi catturando enormi quantità di carbonio, così come fanno le grandi foreste sulla terraferma.

La Nord University di Bodo, in Norvegia, ha lavorato con ricercatori di 35 istituzioni e Università di tutto il mondo per caratterizzare i geni delle alghe brune. I genomi di oltre 40 specie di 16 famiglie sono stati sequenziati e annotati, offrendo un’opportunità unica per studiare la composizione genetica di queste alghe.

Per la dr.ssa Ananya Khatei, studentessa di dottorato alla Nord University e ora ricercatrice presso l’ICAR – Directorate of Coldwater Fisheries a Bhimtal, in India, questa scoperta ha aperto nuove porte alla ricerca. “Finalmente – spiega – i geni delle alghe sono diventati di pubblico dominio. Ora possiamo iniziare a esplorare come è organizzato il genoma e come sono regolati i geni. Queste alghe hanno sperimentato diversi periodi di cambiamento climatico e ora possiamo studiare come hanno sviluppato la capacità di adattarsi”.

Esempi pratici? Le alghe brune hanno sviluppato cellule specializzate per ancorarsi al substrato, una pietra miliare dell’evoluzione che i ricercatori fanno risalire a 250 milioni di anni fa, in concomitanza con una delle più grandi estinzioni di massa della Terra, quando scomparve l’83% delle specie viventi. Circa 50 milioni di anni dopo, quando il supercontinente Pangea si sgretolò e si formarono gli attuali oceani, le alghe brune svilupparono un sistema di ciclo vitale in cui si alternavano diverse forme corporee da una fase all’altra: fu in questo periodo che si formarono le grandi foreste di alghe. La capacità delle alghe brune norvegesi di resistere all’essiccazione durante la bassa marea si è sviluppata invece circa 100 milioni di anni fa.

Poiché la diversità genetica è fondamentale per le specie che vogliono adattarsi ad un ambiente in continua evoluzione, queste forme ricorrenti di evoluzione e adattamento potrebbero essere spazzate via dal cambiamento climatico oppure fornire risposte e soluzioni per la crisi che stiamo iniziando a vivere. Le alghe brune sono specie di acqua fredda e hanno difficoltà quando sono esposte ad alte temperature per lunghi periodi, quindi le ondate di calore marine potrebbero essere per loro devastanti. È possibile che riescano a trovare forme di adattamento a un cambiamento così repentino? È quello che gli scienziati vorrebbero scoprire.

“Abbiamo visto – afferma il ricercatore Alexander Jüterbock – che le alghe brune hanno la capacità di ‘ricordare’ geneticamente lo stress a cui sono state esposte, il che consente loro di sopportarlo meglio quando lo incontrano di nuovo. Le alghe brune differiscono in modo significativo dalle piante e dagli animali. L’evoluzione ha preso una strada completamente diversa. Le alghe brune hanno enzimi diversi che regolano i geni, determinando quali di essi accendere o spegnere”.

Comprendere la loro genetica è importante anche per la crescente industria delle alghe, che vengono raccolte per usi medici e per la produzione alimentare, con diversi attori che cercano di avviare forme di coltivazione industriale di alghe brune. Avere così una panoramica completa del genoma è un vantaggio significativo nella comprensione dei loro meccanismi di sopravvivenza. E forse anche dei nostri.

Fonte foto: Wikipedia