Microbiomes associated to the tropical stony coral Acropora: a biogeographic comparison

Le barriere coralline costituiscono uno degli habitat più produttivi e diversificati del pianeta, in grado di sostenere funzioni ecologiche uniche. Nelle ultime decadi stiamo assistendo ad un rapido declino del loro stato di salute e copertura spaziale. La salute delle barriere coralline sta degenerando, in tutto il mondo, ad un ritmo imprevedibile. Ciò è dovuto ad un insieme di fattori di origine naturale ed antropica, a loro volta accentuati dagli effetti del cambiamento climatico. Ne risulta la diffusione di eventi di sbiancamento di massa e fenomeni epidemici, in grado di alterare le comunità coralline. I coralli ermatipici ospitano comunità microbiche diversificate ed abbondanti, che svolgono ruoli fondamentali nel garantire la salute e la resilienza dell’ospite. Questi organismi sono di interesse prioritario, come indicatori delle condizioni ambientali, della salute generale dei loro ospiti e come mediatori delle loro risposte ad ambiente mutevole. I coralli del genere Acropora sono tra i principali biocostruttori alla base di questi habitat, dominando le barriere in salute. Allo stesso queste specie sono tra le più sensibili alle variazioni ambientali, pertanto lo studio del loro microbioma potrebbe migliorare sia i programmi di monitoraggio che quelli di restauro. Nel presente lavoro, abbiamo studiato i microbiomi dei coralli del genere Acropora tramite metabarcoding del 16S rRNA in tre aree biogeografiche (Mare di Celebes, Raja Ampat e Nord Madagascar) caratterizzate da diverse latitudini, ampi intervalli di temperatura e ampie differenze longitudinali. I nostri campioni hanno mostrato una elevata ricchezza di sequenze batteriche e valori di diversità batterica in con quelli precedentemente riportati per Acropora spp. Nel confronto su scala biogeografica i nostri campioni hanno dimostrato la presenza di un microbioma altamente conservato che tuttavia dimostra differenze significative tra le regioni considerata. Nonostante tali differenze 47 sequenze batteriche sono state identificate come condivise in tutte le regioni biogeografiche mentre la famiglia delle Rhodobacteraceae è stata identificata come taxa conservato in tutti i campioni analizzati.

Coral reefs are one of the most productive and diverse habitats on the planet, capable of supporting unique ecological functions. In recent decades we have been witnessing a rapid decline in their health and spatial coverage. The health of coral reefs is degenerating, around the world, at an unpredictable rate. This is due to a set of factors of natural and anthropic origin, in turn, accentuated by the effects of climate change. The result is the spread of mass bleaching events and epidemic phenomena, capable of altering coral communities. Hermatypic corals host diverse and abundant microbial communities, which play critical roles in ensuring host health and resilience. These organisms are of primary interest, as indicators of environmental conditions, of the general health of their hosts, and as mediators of their responses to changing environments. Corals of the genus Acropora are among the main constructors of reef habitats and they are dominant on healthy reefs. At the same time, these species are among the most sensitive to environmental variations, therefore the study of their microbiome could improve both monitoring and restoration programs. In the present work, we studied the microbiomes of corals of the genus Acropora via 16S rRNA metabarcoding in three biogeographical areas (Celebes Sea, Raja Ampat, and Northern Madagascar) characterized by different latitudes, wide temperature ranges, and large longitudinal differences. Our samples showed high bacterial sequence richness and bacterial diversity values with those previously reported for Acropora spp. In the comparison on a biogeographical scale, our samples demonstrated the presence of a highly conserved microbiome which however demonstrates significant differences between the regions considered. Here we report that the microbiome structure and composition in the genus Acropora is similar within individuals and species from the same biogeographic region but increases with biogeographic distance. A core of 47 taxa was reported consistently in all biogeographical regions and the family Rhodobacteraceae and Endoxoicomonadaceae are apparently pivotal in regulating the holobiont interactions.