Il morbo delle stelle marine: identificato il batterio responsabile e le implicazioni per gli ecosistemi marini | FOTO

Identificato Vibrio pectenicida come il batterio responsabile della moria di stelle marine che, dal 2013, ha decimato le popolazioni lungo la costa pacifica

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    Immagine a scopo illustrativo realizzata con l'Intelligenza Artificiale © MeteoWeb
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    Un esperimento condotto da Jason y, ricercatore senior presso i Friday Harbor Labs di San Juan Island, Washington, ha monitorato la sopravvivenza di stelle marine girasole allevate in cattività e tenute per alcune settimane in gabbie oceaniche. Tutte le stelle marine sono sopravvissute e alla fine sono tornate in laboratorio. Foto per gentile concessione di Ralph Pace/The Nature Conservancy
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    Un subacqueo ricercatore controlla una stella marina girasole allevata presso i Friday Harbor Labs sull'isola di San Juan, nello stato di Washington, e introdotta nelle acque del Puget Sound per alcune settimane. Foto per gentile concessione di Ralph Pace/The Nature Conservancy
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    Drew Harvell, professore di ecologia presso i Friday Harbor Labs dell'Università di Washington, tiene in mano una stella marina ocra durante un'indagine sulla bassa marea sull'isola di San Juan, Washington. Foto per gentile concessione di Nathan Greene.
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    Grace Crandall (a sinistra), studentessa laureata presso l'Università di Washington, lavora con l'ecologa evoluzionista Melanie Prentice per controllare le stelle marine alla ricerca di segni di malattia presso la Marrowstone Marine Field Station di Washington, gestita dal Western Fisheries Research Center dell'US Geological Survey. Foto per gentile concessione di Bennett Whitnell/Hakai Institute.
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    Vibrio pectenicida puro è stato coltivato nel Laboratorio di Microbiologia e Virologia Acquatica dell'Università della British Columbia. I ricercatori hanno poi iniettato il patogeno in stelle marine sane e la rapida mortalità che ne è seguita è stata la prova definitiva che V. pectenicida causa la SSWD. Foto per gentile concessione di Toby Hall/Hakai Institute
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    Amy M. Chan, microbiologa marina presso l'Aquatic Microbiology and Virology Lab dell'Università della British Columbia, confronta le colture batteriche di una stella marina malata con quelle di una sana. La coltura della stella marina malata (piastra più vicina) contiene Vibrio pectenicida. Foto per gentile concessione di Toby Hall/Hakai Institute
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    Le stelle marine girasole sono predatrici di erbivori che si nutrono di alghe come i ricci di mare, quindi il declino di questa specie ha comportato una proliferazione di ricci e una perdita diffusa di alghe. Foto per gentile concessione di Grant Callegari/Hakai Institute
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    Una stella marina girasole si aggrappa alla vita a Knight Inlet, nella Columbia Britannica. Foto per gentile concessione di Grant Callegari/Hakai Institute
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    Questa stella marina biscotto, rinvenuta vicino a Calvert Island, nella Columbia Britannica, mostra come la SSWD sciolga la carne dell'animale. Foto per gentile concessione di Grant Callegari/Hakai Institute.
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    Una stella marina girasole ridotta in poltiglia sull'isola Calvert nella Columbia Britannica nel 2015. Dal 2013, la SSWD ha ucciso miliardi di stelle marine, rappresentanti oltre 20 specie diverse dall'Alaska al Messico. Foto per gentile concessione di Grant Callegari/Hakai Institute
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    Una stella marina girasole ridotta in poltiglia sull'isola Calvert nella Columbia Britannica nel 2015. Dal 2013, la SSWD ha ucciso miliardi di stelle marine, rappresentanti oltre 20 specie diverse dall'Alaska al Messico. Foto per gentile concessione di Grant Callegari/Hakai Institute
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    Una stella marina girasole è raffigurata nelle fasi finali della decomposizione al largo dell'isola Calvert nella Columbia Britannica nel 2015. Dal 2013, la SSWD ha ucciso miliardi di stelle marine, rappresentanti oltre 20 specie diverse dall'Alaska al Messico. Foto per gentile concessione di Grant Callegari/Hakai Institute.
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    Le popolazioni sane di stelle marine girasole trovate nei fiordi della costa centrale della British Columbia, come quella di Knight Inlet mostrata qui, sono come finestre sul passato prima delle epidemie di malattia da deperimento delle stelle marine (SSWD). Foto per gentile concessione di Grant Callegari/Hakai Institute.
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    La ricercatrice dell'Hakai Institute, Alyssa Gehman, controlla una stella marina girasole adulta presso la Marrowstone Marine Field Station dell'US Geological Survey, nello stato di Washington. Foto per gentile concessione di Kristina Blanchflower/Hakai Institute
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    La ricercatrice dell'Hakai Institute, Alyssa Gehman, controlla una stella marina girasole adulta presso la Marrowstone Marine Field Station dell'US Geological Survey, nello stato di Washington. Foto per gentile concessione di Kristina Blanchflower/Hakai Institute
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    La ricercatrice dell'Hakai Institute, Alyssa Gehman, controlla una stella marina girasole adulta presso la Marrowstone Marine Field Station dell'US Geological Survey, nello stato di Washington. Foto per gentile concessione di Kristina Blanchflower/Hakai Institute
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    Le stelle marine girasole si aggrappano alla vita nei fiordi d'acqua fredda della costa centrale della British Columbia, come il Burke Channel mostrato qui. Foto per gentile concessione di Grant Callegari/Hakai Institute
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    Le stelle marine girasole crescono tra i tunicati a vaso a Rivers Inlet, nella Columbia Britannica. Foto per gentile concessione di Bennett Whitnell/Hakai Institute
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    La ricercatrice Alyssa Gehman dell'Hakai Institute conta e misura le stelle marine girasole nel Canale Burke, sulla costa centrale della British Columbia. Foto per gentile concessione di Bennett Whitnell/Hakai Institute
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    Le stelle marine girasole si aggrappano alla vita nei fiordi d'acqua fredda della costa centrale della British Columbia, come il Burke Channel mostrato qui. Foto per gentile concessione di Bennett Whitnell/Hakai Institute
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Dal 2013, lungo la costa pacifica del Nord America – dal Messico all’Alaska – si è verificata una delle più gravi epidemie marine mai registrate per una specie non commerciale: il morbo delle stelle marine, noto come Sea Star Wasting Disease (SSWD). La malattia ha causato la morte di miliardi di stelle marine, colpendo oltre 20 specie e provocando un collasso ecologico: l’esplosione demografica dei ricci di mare (preda abituale delle stelle marine) ha portato alla distruzione dell’80% delle foreste di kelp, habitat essenziale per molte specie marine.

La scoperta chiave: Vibrio pectenicida

Dopo più di un decennio di ricerca e molte ipotesi infondate (inclusa quella su un densovirus), un gruppo guidato da Melanie B. Prentice ha finalmente identificato la causa della SSWD: il batterio Vibrio pectenicida, in particolare il ceppo FHCF-3. Lo studio è stato pubblicato su Nature Ecology & Evolution e ha segnato una svolta nella comprensione e nella gestione della malattia.

Attraverso sette esperimenti controllati, gli scienziati hanno utilizzato individui di stella marina Pycnopodia helianthoides, sia selvatici che allevati in cattività. Le stelle esposte a fluido coelomico o tessuti di individui infetti sviluppavano in pochi giorni i classici sintomi: torsione delle braccia, autotomia (distacco degli arti) e morte. I campioni trattati termicamente o filtrati non causavano malattia, suggerendo che l’agente patogeno fosse un organismo cellulare vivente, non virale.

Verifica molecolare: dati incontrovertibili

Attraverso sequenziamento metatrascrittomico e dell’RNA 16S, è emersa con chiarezza l’associazione con Vibrio pectenicida. In particolare:

  • In tutte le stelle malate, il batterio rappresentava tra il 23% e il 99% delle letture batteriche.
  • Nei campioni sani, la sua presenza era trascurabile (<1%).

L’iniezione di colture pure del ceppo FHCF-3 in stelle sane ha replicato i sintomi della malattia e condotto alla morte degli animali, soddisfacendo così i postulati di Koch.

Implicazioni ecologiche

La scomparsa delle stelle marine ha provocato un “effetto domino” ecologico. Le Pycnopodia helianthoides erano tra i pochi predatori dei ricci di mare. La loro assenza ha permesso un’esplosione delle popolazioni di ricci, che a loro volta hanno distrutto intere foreste di kelp. Questi ambienti, oltre a ospitare molte specie, fungono da barriere naturali e risorse per la pesca.

Attualmente, la P. helianthoides è classificata come “funzionalmente estinta” in gran parte della sua area meridionale e “in pericolo critico” dall’IUCN.

Origine e diffusione del patogeno

Vibrio pectenicida è stato originariamente identificato in molluschi bivalvi in acquacoltura in Francia e successivamente in ostriche e capesante. La sua capacità di infettare anche stelle marine indica un possibile salto di ospite, un fenomeno raro ma non senza precedenti. Il batterio produce tossine che inibiscono il sistema immunitario, il che spiegherebbe perché non è stato rilevato nei tessuti malati durante le indagini iniziali.

È stato ipotizzato anche un ruolo dell’acquacoltura nella sua diffusione, un fenomeno già visto con altri patogeni marini. Infatti, V. pectenicida è stato rilevato in geoduck malati in acquacoltura nello stato di Washington già nel 2000.

Prospettive future: diagnosi, gestione e recupero

Ora che l’agente causale è stato identificato:

  • Si possono sviluppare test diagnostici specifici per il monitoraggio ambientale.
  • Si possono avviare programmi di ripopolamento selezionando individui resistenti.
  • La possibilità di identificare batteriofagi (virus che infettano i batteri) contro V. pectenicida potrebbe offrire una nuova via terapeutica, come già avvenuto per altre patologie in acquacoltura.

La scoperta di Vibrio pectenicida come agente causale della SSWD rappresenta una pietra miliare per l’ecologia marina. Oltre a chiarire una crisi sanitaria durata oltre un decennio, apre la strada a interventi concreti per il recupero degli ecosistemi costieri. Tuttavia, la resilienza delle popolazioni di stelle marine, l’adattamento evolutivo del batterio e il cambiamento climatico restano fattori critici da monitorare.