Migliorare la produzione degli allevamenti di ostriche grazie a un approccio basato sui ritmi giornalieri
Nutrire in maniera sostenibile una popolazione in crescita è una sfida globale. L’acquacoltura è un’industria essenziale per soddisfare queste esigenze alimentari senza sovraccaricare gli ambienti marini; inoltre, la coltivazione di specie acquatiche, e in particolare le ostriche, risulta fondamentale per ripristinarne gli habitat. Il progetto NEUROSHELL, intrapreso con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, ha fornito un’importante formazione scientifica in materia di neuroendocrinologia e fisiologia acquatica e una migliore comprensione delle fasi di sviluppo della specie Ostrea edulis (O. edulis), l’ostrica nativa europea.
Implementare un metodo basato sui ritmi giornalieri
Una sfida per ottimizzare la produzione di questo mollusco è rappresentata dalla tempistica delle fasi di sviluppo, in particolare la deposizione delle uova e la metamorfosi delle larve in giovani ostriche (note con il termine inglese di «spat»). Secondo la ricercatrice Mairi Cowan: «La ricerca e l’innovazione, di cui sono esempi le attività svolte nell’ambito di NEUROSHELL, sono essenziali per aiutare gli incubatoi di bivalvi a migliorare l’efficienza e il controllo della riproduzione, a consentire una produzione su scala maggiore e a garantire la sicurezza dell’approvvigionamento dei semi di ostriche.» Variabili ambientali come la temperatura e la luce esercitano un impatto diretto sulle fasi di sviluppo dei bivalvi. Gli incubatoi di ostriche sono finalizzati a ottimizzare la riproduzione, incrementare la sincronizzazione dello sviluppo nelle popolazioni coltivate e promuovere alti tassi di sopravvivenza negli organismi maturi. Per raggiungere questi obiettivi, la comprensione del ritmo giornaliero con cui si verificano le condizioni ambientali riveste un’importanza fondamentale. Cowan ha condotto due studi in vivo della durata di 7 mesi sulla riproduzione in condizioni ambiente fisse di temperatura e lunghezza del giorno. Negli esperimenti è stata modificata la temperatura e la quantità di luce a cui erano esposte le ostriche adulte in via di sviluppo, prevedendo un’esposizione costante alla luminosità per 24 ore al giorno, una simulazione delle condizioni naturali di lunghezza diurna e un rapporto controllato tra le ore di luce e quelle di buio (pari a 18:6). È stato preso anche in considerazione il tipo di luce: nelle prove sono infatti state impiegate sorgenti luminose bianche, blu e rosse. Oltre a studiare le ostriche adulte, NEUROSHELL ha per di più analizzato gli effetti generati dalla temperatura e dalla luce sulle giovani ostriche in via di sviluppo. I regimi di temperatura analizzati sono stati tre: alta temperatura costante (20 °C), bassa temperatura costante (16,5 °C) e temperatura ciclica (da 15 °C a 18 °C). Negli esperimenti sono stati inoltre presi in esame i regimi di illuminazione mediante luce bianca, blu o rossa, nonché luce bianca costante, con un rapporto di luce e buio equivalente a 12:12.
Tecniche fisiologiche, biochimiche e molecolari
Al di là del controllo dell’esposizione alla temperatura e alla luce, Cowan ha utilizzato una serie di strumenti per studiare cosa succedeva agli organismi in condizioni sperimentali. In particolare, sono stati utilizzati saggi qPCR per identificare i neurormoni riproduttivi e le glicoproteine, marcatori chiave della riproduzione, e i recettori dei neurotrasmettitori coinvolti nella metamorfosi. Questi metodi fanno altresì luce sui componenti dell’orologio molecolare e del sistema melatonergico degli animali. NEUROSHELL ha acquisito numerose informazioni sulla fisiologia di O. edulis determinando l’espressione dei suoi diversi geni nei tessuti. In tutti gli esperimenti è stata effettuata la misurazione di attributi fisici quali peso, lunghezza, sviluppo delle gonadi e stadi degli ovociti, mentre i gangli viscerali e le gonadi sono stati sezionati per svolgere le analisi di espressione genica molecolare. NEUROSHELL ha riunito istituzioni accademiche con sede in Scozia e Spagna, nonché aziende di acquacoltura provenienti dal Regno Unito. L’istituto Scottish Association for Marine Science ha ospitato gli esperimenti, mentre l’Università di Cadice, in Spagna, ha fornito formazione orientata allo sviluppo di strumenti molecolari e, infine, gli ostricoltori e gli incubatoi hanno consentito di offrire consigli essenziali e campioni di ostriche. Con l’enfasi posta sui bivalvi, NEUROSHELL ha inoltre ampliato le competenze della ricercatrice assegnataria della borsa erogata nell’ambito del progetto. Le analisi dei dati effettuate da NEUROSHELL fanno progredire la ricerca sulla biologia marina e supportano pratiche ottimali nel campo dell’ acquacoltura. Cowan conclude: «I risultati ottenuti dal progetto possono essere utilizzati non solo al fine di migliorare direttamente la produzione degli incubatoi, ma anche a quello di contribuire a gettare le basi per lo svolgimento di futuri studi di ricerca.»
Parole chiave
NEUROSHELL, ostriche, acquacoltura, ritmo giornaliero, esperimenti in vivo, produzione di bivalvi, tecniche molecolari
