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Il primo esempio di spugna di acque profonde con la capacità di creare luce propria è stato segnalato da ricercatori di acque profonde – a seguito di un “tocco” casuale in laboratorio.
Gli scienziati del Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI) hanno schierato il loro ROV Don Ricketts sul fondale marino profondo 4 km, a 100 miglia al largo della costa. California costa quando la sua macchina fotografica ha ripreso la spugna ancorata nel fango.
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I ricercatori osservavano da decenni le specie senza nome sui fondali marini, dall’Artico canadese al Golfo del Messico e attorno alle Isole Hawaii, ma non le avevano mai studiate prima. L'esemplare è stato raccolto solo per studiare uno ctenoforo sulla sua superficie.
Portato in superficie, l'animale è stato posto nel laboratorio oscurato a bordo della nave da ricerca Volantino occidentale – dove, con sorpresa dei ricercatori, un tocco delicato ha fatto emettere un bagliore blu-verde.
"La spugna è stata lasciata nel campionatore dopo che tutti avevano scelto gli animali di interesse", ha detto la scienziata che ha fatto la scoperta, Séverine Martini dell'Istituto Mediterraneo di Oceanografia di Marsiglia.
“All’epoca stavo lavorando all’elenco bentonico degli organismi bioluminescenti e ho testato tutto quello che potevo. Ho deciso di provare questo; non avevamo idea di cosa fosse in quel momento. Quando l’ho stimolato, era chiaramente luminoso e durava per diversi secondi.
Molti animali delle profondità marine brillano, ma prima le spugne erano sempre state considerate un'eccezione. Alcuni che sembravano luminosi si sono rivelati contenere batteri luminosi, oppure erano stati mangiati o colonizzati da animali bioluminescenti – ed è così che tanti animali delle profondità marine sono in grado di brillare.
Martini, con il coautore dello studio Carrin Schultz dell'Università di California e i biologi marini del MBARI hanno ora dimostrato che la spugna contiene celenterazina, la sostanza chimica chiave necessaria per creare luce, utilizzata da altri organismi marini, dalle meduse ai cefalopodi.
"Questa scoperta è piuttosto spettacolare dal punto di vista evolutivo in quanto non conosciamo nessun'altra spugna che abbia dimostrato di utilizzare la celenterazina, per non parlare di chiaramente bioluminescente", ha affermato Schultz.
Le telecamere ROV non erano abbastanza sensibili da rilevare la luce proveniente dalla spugna e da altre cinque spugne raccolte in seguito, ma una scarsa illuminazione video La fotocamera è stata in grado di catturare la parte superiore, i filamenti e il gambo di ciascuna spugna che brillava abbastanza intensamente quando veniva toccata da essere facilmente visibile ad occhio nudo per 5-10 secondi.
La scoperta iniziale è stata fatta nel 2017, anche se lo studio è stato effettuato pubblicato solo questo mese in Frontiers in Marine Science.
"Dopo che Séverine ha identificato che le spugne erano bioluminescenti, ci sono voluti diversi anni e tre spedizioni di ricerca per ricostruire ciò che stava accadendo a livello biochimico", ha detto Schultz. “Durante ogni crociera, potevamo raccogliere solo due o tre spugne… alla fine, tutte le prove indicavano che la spugna non utilizzava un simbionte batterico per la bioluminescenza ma utilizzava sostanze chimiche ed enzimi dalle sue stesse cellule per produrre luce.
“In futuro, determineremo se i geni necessari per la bioluminescenza sono codificati nel genoma della spugna e utilizzeremo tali informazioni per saperne di più su come questa specie ha evoluto la capacità di produrre la propria luce”.
I ricercatori sperano di stabilire quale vantaggio traggono le spugne dall’essere bioluminescenti solo al contatto, se si tratta di una tattica per scoraggiare i predatori o per attirare le prede. Poiché il cibo scarseggia nelle profondità dell'oceano, queste spugne si sono evolute fino a diventare carnivore, catturando le prede di passaggio con minuscoli uncini sulla loro superficie.
