mercoledì 13 aprile 2011

Salamandre e alghe verdi: verso una nuova endosimbiosi?

Un lavoro di ricerca pubblicato sulla rivista Proceedings of the National Academy of Sciences il 4 aprile e coordinato da Ryan Kerney, ha portato alla luce un'importante scoperta - la prima nel suo genere - avente come protagonisti un vertebrato (una specie di salamandra) ed un'alga verde. In particolare, la salamandra maculata Ambystoma maculatum è capace di ospitare, in quella che sembra un'autentica interazione endosimbiotica all'interno delle cellule dei suoi tessuti, cellule dell'alga verde Oophila amblystomatis.
In realtà un'interazione mutualistica tra queste due specie viventi era già stata identificata nel 1888, quando Henry Orr aveva scoperto l'esistenza di alghe verdi lungo la superficie del rivestimento dell'uovo.
Ambystoma maculatum
I ricercatori di questo studio hanno invece scoperto che le uova di questa salamandra hanno un aspetto verdastro, anche e soprattutto a causa di popolazioni di Oophila amblystomatis viventi proprio all'interno delle cellule dell'embrione, e si tratta di una vera e propria simbiosi mutualistica perché ciascuna delle due specie ricava un effettivo vantaggio dall'altra; le alghe approfittano della disponibilità di composti azotati derivanti dai prodotti di rifiuto escreti dagli embrioni, mentre questi ultimi beneficiano dell'ossigeno prodotto dalle alghe. A sostegno del mutualismo c'è l'evidenza che, provando a rimuovere le alghe dalle uova, le giovani salamandre crescono con una taglia corporea ed uno sviluppo inferiori all'atteso.
Oophila amblystomatis
Se le alghe fossero presenti solo nelle uova, ma non nell'embrione, esse potrebbero anche entrare dall'ambiente esterno, com'era stato ipotizzato da Orr nel 1888; se invece è vero che le alghe sono presenti già all'interno delle cellule dei tessuti embrionali, allora è logico attendersi che esse derivino dalla madre. Infatti questo lavoro di ricerca ha dimostrato l'esistenza di cellule algali non soltanto nelle uova e nei tessuti degli embrioni stessi, ma addirittura all'interno dei tessuti dell'apparato riproduttore della madre; la qual cosa suggerisce una continuità nella trasmissione delle alghe di generazione in generazione, e lascia anche spazio a considerazioni ben più interessanti.
Embrione di salamandra nell'uovo
Al microscopio si è sempre osservato che le cellule dei tessuti della salamandra sono caratterizzate da cospicui addensamenti di mitocondri intorno alle cellule algali: l'associazione è "geniale" perché in effetti i mitocondri sono responsabili della produzione di anidride carbonica nel corso del processo di respirazione cellulare; l'anidride carbonica è "pane per i denti" delle alghe, in quanto compiono il processo di fotosintesi; l'ossigeno prodotto dalle alghe è importantissimo per la respirazione cellulare, alcune tappe della quale hanno luogo nei mitocondri; e via di seguito a chiudere il cerchio.
Come mai però le cellule della salamandra non riconoscono come non-self, ossia estranea, una cellula di un'alga e invece ne mantengono la presenza? Siamo all'alba (o forse anche oltre) di una nuova endosimbiosi, analoga a quella che condusse alla nascita di cloroplasti e mitocondri a partire da batteri endosimbionti?
Attendiamo con ansia nuove interessanti scoperte al riguardo.


Kerney, R., Kim, E., Hangarter, R., Heiss, A., Bishop, C., & Hall, B. (2011). Intracellular invasion of green algae in a salamander host Proceedings of the National Academy of Sciences DOI: 10.1073/pnas.1018259108

Materiale fotografico: Hank Wallays