L’amore è nell’acqua: la riproduzione dei coralli spiegata

Scritto da Ayla Sage, Original Post, Tradotto da Sara GAGLIARDI

Il mondo biologico è un posto strano e misterioso. Gli animali e le piante si riproducono in molti modi, ma tutti con un obiettivo comune: produrre nuova vita e trasmettere i loro geni alla successiva prole adatta. I coralli hanno diverse modalità di riproduzione, alcune sessuate ed altre asessuate. Quindi, esploriamo cosa sono. 

Tipi di riproduzione

La maggior parte delle specie di corallo sono ermafroditi, ovvero, un organismo che produce cellule riproduttive, chiamate gameti, sia maschili che femminili. Tuttavia, non tutti i coralli hanno bisogno di produrre entrambe le cellule per riprodursi, utilizzando invece metodi di riproduzione asessuati. Le tre modalità di riproduzione asessuata, che prevedono lo sviluppo di cloni,  comprendono: germoglio (budding), frammentazione, e rilascio di polipi (polyp bailout). 

Il germoglio costituisce un polipo figlio che si forma da un polipo genitore attraverso uno dei due seguenti modi: come un germoglio intra-tentacolare o un germoglio extra-tentacolare [2]. Il germogliamento intra-tentacolare si verifica quando il polipo genitore si divide in due o più polipi figlie. Diversamente, il germogliamento extra-tentacolare si verifica quando i polipi figlia si formano adiacenti alla colonia madre, esternamente rispetto al tessuto. Questo polipo è generalmente più piccolo dei suoi vicini, ma cresce con il tempo [2].

Figura 1. a) Germogliamento intra-tentacolare; b) Germogliamento extra-tentacolare (Fondazione Living Oceans).

La crescita dovuta alla frammentazione può essere sia intenzionale che involontaria. Se è intenzionale, un corallo comincerà ad uccidere alcuni polipi per rilasciare una parte danneggiata della colonia che altrimenti userebbe troppa energia per ricostruirsi [2]. La frammentazione accidentale dei coralli si verifica comunemente quando i coralli sono esposti a disturbi fisici come le tempeste. Se la frammentazione ha successo, parte di una colonia stabilisce una nuova colonia corallina che è geneticamente identica alla colonia madre. I tassi di successo aumentano quando un frammento atterra su un substrato favorevole, come la cima di una colonia vivente, rispetto ad una zona sfavorevole, come la sabbia nuda [2].

Infine troviamo la forma più rara di riproduzione asessuata, il rilascio di polipi. Ciò avviene quando un singolo polipo corallino si separa da un polipo adulto, comincia ad allontanarsi e si stabilisce altrove. Questo è più probabile che si verifichi se la colonia è in uno stato di stress. Dopo che il singolo polipo si radica, cresce ed inizia a creare la propria colonia [2]. 

La riproduzione sessuale comprende due diversi modi che possono essere utilizzati per produrre larve. In genere, le abbondanti specie che costruiscono le barriere coralline sono riproduttori a trasmissione (broadcast spawners). I riproduttori a trasmissione rilasciano uova e sperma nella colonna d’acqua, lasciandoli galleggiare in superficie [3]. Le uova e gli spermatozoi di diverse specie iniziano quindi a mescolarsi, iniziando i successivi processi di fecondazione e sviluppo larvale. Altre specie di corallo sono chiamate allevatrici, in quanto subiscono una fecondazione interna e rilasciano la loro prole, dalla colonia adulta,sotto forma di singole larve. Un vantaggio dell’essere allevatori è che le larve si trovano già ad uno stadio di sviluppo relativamente avanzato e necessitano solo di trovare un posto dove stabilirsi per sopravvivere [3]. Tuttavia, lo svantaggio è che non interagiscono con altre colonie, rendendole geneticamente meno diverse.

Figura 2. Panoramica dei cicli riproduttivi sessuali dei coralli. Rivera et al.

Deposizione di massa delle uova di corallo

Gli eventi di deposizione delle uova di corallo sono piuttosto fenomenali. Ciò che li rende così spettacolari è che questa riproduzione di massa avviene solo una volta all’anno [1]. Colonie e diverse specie di coralli rilasciano contemporaneamente piccoli ovuli e fasci di sperma dalle loro cavità intestinali nell’acqua. Espellendo contemporaneamente questi fasci, i coralli aumentano la loro probabilità di fecondazione. La deposizione massiva avviene dopo la luna piena, di notte, e solo dopo che l’innalzamento delle temperature dell’acqua ha stimolato la maturazione dei gameti all’interno del corallo adulto [1]. Altri fattori che contribuiscono a determinare il momento dell’evento sono la durata del giorno, l’altezza delle maree e i livelli di salinità [1].

L’evento riproduttivo nel suo complesso può durare da pochi giorni ad una settimana, in modo che le diverse specie possano rilasciare i loro ovuli e spermatozoi a tempi alterni per evitare la produzione di ibridi (fecondazione fra coralli di specie diverse). In un certo senso, amano essere di razza pura. La deposizione delle uova può anche dipendere dalla posizione relativa lungo la totalità della barriera corallina [1]. I coralli costieri iniziano solitamente a deporre le uova da una a sei notti dopo la prima luna piena di ottobre (per i coralli della Grande Barriera Corallina), mentre quelli delle barriere più esterne depongono le uova durante novembre o dicembre [1]. Una volta che l’uovo è fecondato con successo, può svilupparsi in una larva di corallo chiamata planula. Alcune planule hanno la capacità di sopravvivere per mesi prima di stabilirsi grazie alla loro relazione simbiotica con le zooxantelle, presenti anche in questa fase iniziale della vita [2]. Tuttavia, una volta che la planula ha trovato un posto adatto per stabilirsi sul fondo dell’oceano, può iniziare a germogliare ed a sviluppare una nuova colonia di coralli. 

Alcuni di questi eventi di riproduzione di massa sono così grandi che possono essere visti dallo spazio. Le uova e lo sperma rilasciati coprono la superficie dell’acqua e in genere ne donano un colore arancione/rosa. Il gran numero di ovuli e spermatozoi è congruente con una strategia riproduttiva di massa [2]. Dal momento che molte planule vengono mangiate o muoiono nel processo di ricerca di un posto in cui stabilirsi, è utile produrne il maggior numero possibile.

Figura 3. Immagine panoramica della deposizione delle uova di corallo a Ningaloo Reef nell’Australia Occidentale.

Ricerca

L’anno scorso, il 6/7 agosto 2020, i coralli a corna di cervo (staghorn corals, Acropora cervicornis) cresciuti in un vivaio e trapiantati in un sito di restauro al largo di Key Biscayne a Miami, FL, hanno deposto le uova per la prima volta [4]! Questo è un segno di speranza che dimostra che il processo di frammentazione e impianto dei coralli è un approccio fattibile per ripristinare alcuni degli ecosistemi marini più preziosi della Florida. Gli scienziati della Rosenstiel School dell’Università di Miami e i collaboratori della SECORE International sono stati in grado di raccogliere ovuli e spermatozoi, per poi fecondarli, crescerli e trapiantarli nell’oceano in modo da continuare l’approccio ciclico nell’aiutare le barriere coralline a diventare più resilienti [4]. Avere coralli trapiantati in grado di deporre uova è un punto di riferimento per un programma di restauro di successo. I programmi di restauro del corallo hanno ancora molta strada da fare, ma questo è un primo segno di successo!

Riferimenti

[1] “Coral Reproduction.” GBRMPA, http://www.gbrmpa.gov.au/the-reef/corals/coral-reproduction. 

[2] “CoralReproduction.” Coraldigest, coraldigest.org/index.php/CoralReproduction.

[3] “Sexual Reproduction.” Reef Resilience, reefresilience.org/restoration/coral-populations/larval-propagation/biology-of-reproduction/. 

[4] “Restored Corals Observed Spawning for the First Time in Waters off Miami.” University of Miami News and Events, 1 Feb. 2021, news.miami.edu/rsmas/stories/2020/08/restored-corals-observed-spawning-for-first-time-in-waters-off-miami.html.

Cover Photo: Blue Ocean Network

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