Risposte fisiologiche di microalghe marine a fattori abiotici

Le microalghe marine planctoniche, note come fitoplancton, popolano la colonna d’acqua nella zona fotica. Sono specie autotrofe capaci di convertire l’energia luminosa in energia chimica e sfruttarla per il loro metabolismo, liberando ossigeno in oceano e in atmosfera, attraverso quel processo che tutti conosciamo come fotosintesi ossigenica. In questo lavoro di tesi ci si è concentrati sullo studio di due microalghe verdi, appartenenti a due classi differenti ma che condividono un antenato comune, la Cloroficea Dunaliella salina e la Prasinoficea Tetraselmis suecica, focalizzando il lavoro sulla caratterizzazione della loro risposta a stress abiotici, in particolare una bassa disponibilità di solfato e un’elevata intensità luminosa. Entrambe queste condizioni sono potenzialmente dannose per la fotosintesi: lo zolfo è un elemento essenziale, ad esempio, per il trasporto elettronico; un’ elevata intensità luminosa è ben nota condizione di stress che, causando la formazione di specie reattive dell’ossigeno, può indurre danni all’apparato fotosintetico. Ne consegue che anche la crescita e la composizione cellulare possano essere influenzate. In generale entrambe le alghe verdi sono state in grado di acclimatarsi alle condizioni di crescita non ottimali in modo specie specifico e stress specifico. Un’alterazione nella crescita non ha comportato una ridotta efficienza fotosintetica in seguito alla bassa disponibilità di S nelle due specie algali. Cambiamenti nel contenuto in pigmenti suggeriscono comunque che l’acclimatazione alla bassa disponibilità di solfato sia avvenuta grazie ad una modifica nell’apparato fotosintetico. La composizione cellulare nei principali pool di macromolecole (proteine, carboidrati e lipidi) invece ha evidenziato un differente rapporto tra le macromolecole analizzate, con un maggiore accumulo di lipidi nei campioni di T. suecica rispetto alla condizione controllo, e di carboidrati in D. salina. La crescita ad alta luce, al contrario, ha comportato un lieve calo nell’efficienza fotosintetica di entrambe le specie, in linea con una crescita minore rispetto alla condizione controllo. La caratterizzazione della composizione cellulare in pigmenti e macromolecole ha mostrato in T. suecica modifiche prevalentemente riconducibili all’apparato fotosintetico, con un calo del contenuto in pigmenti, mentre i diversi pool di macromolecole mostrano una proporzione relativa simile al controllo. Al contrario, in D. salina è stato evidenziato un cambiamento nella composizione cellulare, con un aumento del rapporto tra lipidi/proteine e carboidrati/proteine, mentre il contenuto in pigmenti risulta più simile al controllo ad eccezione della clorofilla b. Caratterizzare la capacità delle microalghe di rispondere a condizioni ambientali sfavorevoli, quali due stress sopracitati, può contribuire a spiegare la biodiversità del fitoplancton e come possa eventualmente cambiare a seguito di cambiamenti nel loro habitat, oltre ad avere potenziali risvolti applicativi nell’utilizzo di microalghe come fonte di molecole ad alto valore aggiunto.