Le praterie di fanerogame marine non sono solo vivai per i pesci, protettori delle coste e serbatoi di carbonio. Riducono anche in modo molto efficace gli agenti patogeni nel mare. Gli scienziati dell'unità di ricerca sulla chimica dei prodotti naturali marini presso il Centro Helmholtz per la ricerca oceanica GEOMAR di Kiel hanno ora studiato nel dettaglio come ciò avvenga. Hanno analizzato le comunità microbiche che vivono sulle fanerogame marine del Mar Baltico e hanno scoperto che i batteri presenti sulle piante sane, in particolare, hanno un forte effetto antibiotico.
Le fanerogame marine sono qualcosa di molto speciale: sono le uniche piante da fiore ad aver compiuto il viaggio dalla terraferma al mare. Grazie alla loro capacità fotosintetica, sono anche chiamate "polmoni dell'oceano". E, ad eccezione dell'Antartide, si trovano in tutti i continenti, dove formano estese praterie sottomarine nelle regioni costiere.
Oltre a queste caratteristiche eccezionali, le praterie di fanerogame marine hanno un enorme significato ecologico ed economico: forniscono zone di riproduzione per i pesci, nascondigli per i giovani e habitat per cozze, lumache e granchi. Insieme alle barriere coralline e alle foreste pluviali, sono tra gli ecosistemi più produttivi e diversificati della Terra. Al largo, calmano le onde e stabilizzano i sedimenti con le loro radici. Inoltre, immagazzinano l'anidride carbonica molto rapidamente ed efficacemente sotto la sabbia.
Diversi anni fa è stato scoperto un altro notevole servizio ecosistemico: le praterie di fanerogame marine riducono il numero di batteri patogeni nelle acque circostanti. Uno studio del 2017 ha dimostrato che la concentrazione di batteri nocivi, pericolosi per gli animali marini e per l'uomo, era circa la metà nelle praterie di fanerogame marine indonesiane rispetto alle acque al di fuori di esse. Studi successivi, tra cui uno condotto presso il GEOMAR, hanno confermato la riduzione di agenti patogeni come E. coli , enterococchi, salmonella e batteri del genere Vibrio in prossimità delle praterie di fanerogame marine.
Gli scienziati dell'unità di ricerca "Chimica dei prodotti naturali marini" del GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel studiano da molti anni i vari meccanismi alla base di questo effetto. I risultati della prima parte del loro studio sono stati ora pubblicati sulla rivista Science of the Total Environment.
"La rimozione degli agenti patogeni dall'acqua è un fenomeno molto complesso che coinvolge meccanismi fisici, microbiologici, biologici e chimici", afferma il dottor Deniz Tasdemir, professore di chimica dei prodotti naturali marini e autore principale dello studio. I ricercatori hanno innanzitutto analizzato il microbioma coltivabile di Zostera marina , una specie di fanerogama marina ampiamente diffusa nel Mar Baltico, e le molecole naturali che produce. A tal fine, hanno isolato quasi 90 batteri e funghi dalla superficie e dai tessuti delle foglie e delle radici di Zostera marina e ne hanno testato gli estratti per l'attività antibiotica. Questi test sono stati condotti contro un'ampia gamma di agenti patogeni acquatici, umani e vegetali, tra cui specie di Vibrio, che possono causare gravi malattie e persino la morte se trasmesse all'uomo attraverso frutti di mare crudi o poco cotti o attraverso lesioni cutanee subite durante attività ricreative.
È stato dimostrato che i batteri provenienti da superfici fogliari sane, in particolare, mostrano un'attività antibiotica potente e ad ampio spettro, in alcuni casi addirittura superiore a quella degli antibiotici commerciali. "Questo ha confermato la nostra ipotesi", afferma il Prof. Tasdemir. Oltre ai composti antimicrobici noti, il team ha scoperto numerosi nuovi composti in questi batteri. Queste nuove molecole sono ora in fase di isolamento, ovvero di purificazione chimica, di identificazione della loro struttura chimica e di valutazione del loro potenziale come futuri antibiotici. Tasdemir: "Per noi, questa è solo la punta dell'iceberg. Stiamo ora lavorando intensamente in un team internazionale su ulteriori meccanismi chimici e correlati al microbioma e su come possano contribuire agli effetti igienici delle fanerogame marine in laboratorio e in mare".
Il riscaldamento degli oceani indotto dai cambiamenti climatici aumenta la contaminazione delle acque costiere da agenti patogeni come i vibrioni durante i mesi estivi. Ciò rappresenta un rischio significativo per la salute, soprattutto nel Mar Baltico tedesco. L'effetto regolatore dei patogeni delle praterie di fanerogame marine sta quindi diventando sempre più importante sia per la salute degli oceani che per quella umana. Inoltre, il microbioma delle praterie di fanerogame marine ha un grande potenziale per la scoperta di nuovi antibiotici, il che è di enorme importanza nella lotta contro la resistenza agli antibiotici. La protezione e il ripristino delle praterie di fanerogame marine sono quindi più importanti che mai.
pubblicazione originale
Tasdemir, D., et al. (2024). Microbioma epifitico ed endofitico della fanerogame marina Zostera marina: contribuiscono alla riduzione dei patogeni nell'acqua di mare? Science of the Total Environment, 908, 168422.
https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.168422
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