En un article publicat a la revista Frontiers in Microbiology aquest 1 de desembre, científics del CEAB-CSIC demostren que, durant les onades de calor, proliferen bacteris Vibrio. Aquests parents del microbi que causa el còlera en humans tenen un paper important en les malalties de les esponges marines. Estan relacionats amb episodis de mortalitat massiva entre aquests organismes.
El 2021, a la costa turca del mar Egeu, es va observar per primera vegada la mort en gran quantitat d’esponges negres (Sarcotragus foetidus). Un equip del CEAB-CSIC, en col·laboració amb científics de Turquia, van començar a investigar-ho. Ara han publicat els resultats de la recerca: han identificat tres espècies de bacteris patògens Vibrio en el teixit de les esponges malaltes. Aquests micobis són termodependents i proliferen en aigües càlides (> 17º C). Tot i que la recerca no pot determinar si la vibriosi és l’agent etiològic inicial de la malaltia de les esponges o una infecció secundària que empitjora les ja afeblides, deixa clar que les malalties de les esponges marines augmenten preocupantment durant les onades de calor.
Els bacteris Vibrio, anomenats així pel seu moviment vibratori en nedar, comprenen aproximadament 150 espècies conegudes. Són bacteris aquàtics que viuen en aigües dolces, salobres o salades. Algunes són espècies no patògenes, però moltes altres resulten patògenes per a una gran varietat d’animals, com peixos, crustacis, mol·luscs i corals. El membre més conegut del grup és Vibrio cholera, una mena d’aigua dolça que causa el còlera humà. En les dues darreres dècades, les infeccions per Vibrio han estat implicades en el «blanquejament» de coralls a tot el món i en la mortalitat massiva de cloïsses comestibles, entre d’altres malalties d’invertebrats marins.
Ara, una col·laboració entre investigadors de la Universitat Katip Celebi d’Esmirna (Turquia) i del Centre d’Estudis Avançats de Blanes (CEAB-CSIC) revela que els bacteris Vibrio també estan implicats en els brots de mortalitat de l’esponja Sarcotragus foetidus i , probablement, d’altres esponges. Els resultats es publiquen a la revista Frontiers in Microbiology.
L’estiu del 2021, a Esmirna (Turquia), el Dr. Fikret Öndes -professor associat de la Universitat Katip Celebi d’Esmirna i coautor de l’estudi- va tenir la primera notícia d’una misteriosa malaltia que afectava localment les esponges. «Quan vaig bussejar a la zona d?estudi, no només vaig trobar esponges visiblement malaltes, sinó també moltes mortes», explica Öndes. Immediatament va alertar els seus col·legues, amb qui va emprendre l’estudi. “A causa del caràcter sobtat de la malaltia, l’estudi es va començar sense disposar de finançament específic per a això i moltes de les despeses de recerca inicials van córrer a compte de diners personals dels científics turcs“, declara el Dr. Manuel Maldonado, líder del grup d’Ecobiologia i biotecnologia d’esponges del CEAB-CSIC i coautor de l’estudi.
En diverses immersions entre agost i desembre, els investigadors van estudiar 117 esponges davant de Seferihisar, a la costa turca de l’Egeu. Es va fotografiar i mesurar cada individu i es van prendre mostres de teixit que es van emprar per inocular mitjans de cultiu específics per a bacteris del gènere Vibrio.
“Mentre els teixits de les esponges sanes no van produir creixement bacterià als mitjans, els de les esponges malaltes si ho van fer“, comenta la Dra. Ezgi Dinçtürk, membre de l’equip turc. “A partir dels ARN ribosòmics dels microbis cultivats, es van identificar tres espècies de Vibrio de coneguda patogenicitat: V. fortis, V. owensii i V. gigantis” explica la Dra. Laia Leria, membre de l’equip del CEAB-CSIC.
Se sabia que aquestes espècies podien infectar corals, mol·luscs i crustacis, però mai no s’havien trobat en esponges. Els primers censos de la incidència de la malaltia van revelar que un 27% de les esponges de la població estaven visiblement afectades per greus necrosis i un 9% estaven pràcticament mortes.
«Cap de les tres espècies patògenes de Vibrio no es va trobar en totes les esponges malaltes estudiades. Això podria significar que la vibriosi és una infecció secundària que empitjora el curs de la malaltia i no l’agent etiològic primari”, comenta el Dr. Maldonado
Conseqüències per als ecosistemes marins
Les esponges són organismes que, des del punt de vista funcional, es consideren “enginyers dhàbitats”. És a dir, organismes que amb la seva presència i activitat fisiològica contribueixen a crear l’hàbitat on viuen moltes altres espècies d’organismes. Per tant, si les esponges moren en massa, la qualitat dels hàbitats es deteriora i molts altres organismes poden morir arrossegats per un efecte cascada o bé, si són organismes mòbils, poden abandonar aquests territoris a la recerca de nous hàbitats de més qualitat. Les esponges creen hàbitat a través de tres vies: 1) els seus cossos solen proporcionar refugi per a nombrosos invertebrats i peixos de mida petita; 2) les esponges filtren diàriament milers de litres de l’aigua ambient, retenint els bacteris i el microplàncton que estan suspès a l’aigua i que constitueixen el seu principal aliment. Aquest consum de microorganismes fa que l‟aigua dels hàbitats on les esponges són abundants estigui “més neta” en termes de partícules en suspensió. Això permet que la llum penetri fins al fons marí amb menor dispersió, facilitant el creixement dels organismes que depenen de la llum, com algues, fanerògames marines (Posidonia, etc), i fins i tot els corals, que necessiten de la llum per cultivar els seus dinoflagel·lats simbionts i evitar el blanquejament; 3) Les esponges alliberen nutrients inorgànics a l’aigua circumdant, com ara nitrit, amoni, fosfat i altres. Aquests nutrients resulten crucials per al creixement del bacterioplankton i d’altres organismes que són productors primaris als ecosistemes marins. En resum, la mortalitat massiva d’organismes clau, com esponges i corals, sol desencadenar una cascada d’efectes secundaris que resulta difícil de preveure i quantificar, però que, en general, es creu que condueix a canvis negatius (empobriment de la biodiversitat ) als sistemes marins. Aquest tema és actualment objecte de nombrosos estudis.
Mortalitats massives a la Mediterrània: passat, present i futur
Des de fa més de 100 anys s’han detectat mortalitats epidèmiques d’esponges amb caràcter ocasional. De fet, aquestes epidèmies van arruïnar la indústria tradicional de les granges de cultiu d’esponges de bany a la Mediterrània (Grècia) i al Carib (Florida, USA). Durant les dues darreres dècades, la freqüència d’aquestes mortalitats massives s’ha accelerat a nivell mundial i s’han començat a relacionar tant amb onades de calor locals com amb l’escalfament global de l’oceà. Tot i això, els mecanismes a través dels quals l’escalfament de l’aigua condueix a una mortalitat massiva dels organismes romanen sense aclarir-se en la majoria dels casos. Encara que aquestes mortalitats massives s’han observat en diferents mars del món, la Mediterrània sembla una àrea especialment procliu a elles. Probablement, com que es tracta d’un mar relativament tancat i és un dels mars més estudiats del món, les mortalitats epidèmiques s’han detectat abans i els seus efectes s’estan descrivint amb més detall.
“El nostre estudi, que va ser impulsat per l’emergència d’una mortalitat ràpida i que no tenia finançament específic, s’ha de considerar com una primera aproximació que deixa sense resoldre diverses qüestions importants“. Seran necessàries més investigacions basades en la metagenòmica d’individus malalts mostrejats en diverses fases de la malaltia per resoldre les qüestions pendents. “Jo diria que el principal mèrit del nostre estudi és que ajudarà a conscienciar els espongiòlegs que la vibriosi hauria de començar a ser tinguda en compte com un important factor, particularment en els casos de mortalitat massiva associats a onades de calor“, reconeix el Dr. Maldonado.
Per tal d’aprofundir les preguntes pendents, l’equip del CEAB-CSIC ha començat recentment una col·laboració amb la Dra. Lucia Pita i la doctoranda Berta Pinto (ICM-CSIC), expertes en microbis d’esponges. L’objectiu és investigar amb més detall els possibles agents infecciosos que poguessin ser causa de la mortalitat massiva que diverses espècies d’esponges del Mediterrani espanyol pateixen després de les onades estiuenques de calor. En aquesta nova fase de les investigacions també es compta amb el suport altruista d’Eduard Marqués, membre d’una xarxa ciutadana de seguiment i alerta sobre els canvis a les comunitats marines. Així mateix, en aquestes accions futures de recerca també es comptarà amb la col·laboració de l’Aquàrium de Barcelona.
