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Cambiamenti di colore in Dunaliella: in che modo l'ambiente influisce sul suo aspetto?
La Dunaliella è un'alga verde fotosintetica unicellulare nota per la sua capacità di sopravvivere ad altri organismi in ambienti estremamente salati. Mentre la maggior parte delle specie di Dunaliella si trovano in ambienti marini, alcune specie di acqua dolce sono rare. Alcune specie di questo genere sono in grado di accumulare quantità relativamente elevate di beta-carotene e glicerolo in condizioni di crescita estreme, come elevata intensità di luce, elevate concentrazioni di sale e livelli limitati di ossigeno e azoto. Nonostante ciò, la Dunaliella è ancora ampiamente distribuita nei laghi e nelle lagune di tutto il mondo. Le specie Dunaliella sono difficili da distinguere solo in base alla morfologia e alla fisiologia perché sono prive di parete cellulare e possono cambiare forma, inoltre hanno pigmenti diversi che cambiano colore a seconda delle condizioni ambientali. Attraverso l’analisi filogenetica molecolare diventa cruciale identificare il sistema tassonomico della Dunaliella.
La Dunaliella è stata studiata per più di cento anni ed è diventata un importante organismo modello per lo studio del processo di adattamento delle alghe alla tolleranza al sale.
L'evoluzione della storia e della conoscenza
La dunaliella fu scoperta per la prima volta nel 1838 dal botanico francese Michel-Felix Dunal e fu chiamata Haematococcus salinus. Tuttavia, quando la creatura fu ufficialmente descritta e nominata un nuovo genere nel 1905, il nome Deluster fu cambiato in Dunaliella in onore dello scopritore originale. Per descrivere il genere, de Lust ha studiato esemplari viventi provenienti dai laghi salati rumeni, registrando colore, movimento e caratteristiche morfologiche generali. Nello stesso anno anche un'altra biologa, Clara Hamburg, descrisse il genere, ma sfortunatamente l'articolo di De Lust fu pubblicato prima del suo. Da allora, vari studi sulla Dunaliella sono stati gradualmente condotti, come l'espansione di Kavala nel 1906 della ricerca sulle saline di Amburgo, la ricerca di Pierce nel 1914 sul Salt Neck Sea della California e la ricerca ecologica di Rabe.
Nel 1906, de Lust descrisse due specie, Dunaliella salina e Dunaliella viridis, che potevano essere distinte per dimensione e colore. Ricerche successive hanno rivelato che il colore rosso della D. salina derivava dall'accumulo di grandi quantità di carotene, mentre la D. viridis era una variante più piccola e verdastra. Nel 1921, Rabe condusse uno studio in cui collocò la Dunaliella in un ambiente a bassa salinità e osservò che le creature si adattavano al nuovo ambiente e diventavano di colore più verde. Questa scoperta evidenzia i cambiamenti di colore causati dall’accumulo di carotene a salinità estremamente elevate.
Habitat ed ecologia
Le specie alofile come Dunaliella salina prosperano in ambienti estremi come laghi salati, saline e stagni di cristallizzazione in tutto il mondo. La loro tolleranza al sale consente loro di differenziarsi dagli altri organismi e diventare produttori primari chiave negli ecosistemi ipersalini. Inoltre, la Dunaliella è considerata l'alimento principale dei piccoli filtratori e di una varietà di plancton.
Ad esempio, nel Grande Lago Salato, la Dunaliella è il produttore primario dominante nella North Bay ed è anche un componente importante della comunità fotosintetica nella South Bay.
In questi ambienti estremamente salini, la Dunaliella può accumulare grandi quantità di glicerolo intracellulare per un lungo periodo di tempo per resistere all'elevata pressione osmotica esterna. Ciò consente loro di riprodursi e sopportare le sfide della sopravvivenza in ambienti estremi.
Morfologia e processi cellulari
La Dunaliella è un'alga verde oscillante che varia nella forma da specie a specie, tra cui ovale, ovoidale e cilindrica. Durante alcune fasi di crescita, le cellule della Dunaliella possono trasformarsi in corpi rotondi dormienti. Le cellule sono solitamente lunghe da 7 a 12 micron e variano a seconda delle condizioni ambientali, come i cambiamenti di luce, salinità e apporto di nutrienti. Le cellule di D. salina sono significativamente più grandi, solitamente lunghe da 16 a 24 micron.
I due flagelli di uguale lunghezza di queste cellule sono circa 1,5-2 volte la lunghezza della cellula e possono oscillare rapidamente per spingere la cellula in avanti. La membrana cellulare della Dunaliella ha un evidente rivestimento spesso e appiccicoso e non presenta vescicole di trasporto sintetiche, il che la rende più flessibile per adattarsi.
In condizioni di elevata intensità luminosa e salinità, l'accumulo di beta-carotene può far apparire le cellule di colore da arancione a rosso.
Ciclo di vita
Le cellule di Dunaliella si riproducono sessualmente in condizioni avverse. Quando due cellule mobili aploidi entrano in contatto, si fondono per formare uno zigote diploide a pareti spesse che può sopravvivere a condizioni difficili fino al ritorno di un ambiente adatto. Successivamente, lo zigote subirà la meiosi, rilasciando dozzine di cellule figlie aploidi. Questa è una strategia di sopravvivenza efficace quando l'attuale ambiente ecologico cambia come l'elevata salinità o la mancanza di umidità.
Se non riesaminiamo l'adattabilità ambientale della Dunaliella, potremmo perdere l'opportunità di capire come rispondere ai futuri cambiamenti ambientali.
Il colore della Dunaliella è strettamente legato all'ecologia. Questo cambiamento di aspetto unico ci fa riflettere profondamente sulla strategia di sopravvivenza di questa alga e sulla sua interazione con l'ambiente. Come pensi che i cambiamenti ambientali influenzeranno gli ecosistemi algali in futuro?
