Il mondo sottomarino incontra l'ecografia: alla ricerca di nuovi segnali di vita dei coralli

Quando l'ecografo è stato portato nell'edificio, è apparso chiaro che non sarebbe stata una giornata di lavoro come le altre. Quando poi è arrivata una scatola termica contenente coralli vivi, le cose hanno preso una piega decisamente surreale. Eppure, come si è poi scoperto, introdurre la diagnostica per immagini nella biologia marina è sembrata la cosa più naturale del mondo.

"Useremo l'ecografia per esaminare i coralli, come in una specie di test di gravidanza" spiega un entusiasta dott. Jamie Craggs, acclamato biologo marino e fondatore di Coral Spawning International. È leader mondiale nella scienza riproduttiva dei coralli e ha messo a punto una tecnica per la riproduzione prevedibile dei coralli, un risultato inseguito senza successo per decenni dagli scienziati. "Oggi vogliamo verificare se contengono ovuli e spermatozoi al loro interno e se sono pronti a riprodursi". Dietro il suo entusiasmo c'è una novità assoluta a livello mondiale: lo studio del comportamento riproduttivo dei coralli tramite ecografia non ha precedenti e, a dire il vero, nessuno dei presenti sa se funzionerà.

È affiancato da una collega, biologa specializzata nelle barriere coralline nonché filmmaker, Madeline St Clair, che, come il dott. Craggs, è stata in prima linea nei progetti di ripristino dei coralli in tutto il mondo, anche attraverso la nostra partnership con Nature Seychelles. Recentemente, ha messo in luce la difficile situazione delle barriere coralline utilizzando la realtà virtuale nel sistema Canon EOS VR. "Come scienziata marina e storyteller, passo tutta la mia vita a cercare di mostrare alle persone questo mondo invisibile. È davvero emozionante: stiamo dando vita a una nuova storia!

Creare le condizioni ideali per un esperimento del genere richiede attrezzature di ultima generazione e competenze specialistiche adeguate. Quindi, naturalmente, l'ecografo, un Canon Aplio i700, è stato affiancato da due persone con una vasta conoscenza nel settore: Stuart Mills — Director of Ultrasound at Canon Medical Systems UK e Sally Davey, specialista clinica e sonographer di grande esperienza. In ogni caso, si tratta di un territorio completamente inesplorato per tutti. "Non ho mai fatto un'ecografica attraverso l'acqua salata e di certo non l'ho mai fatta su corallo", ride Sally. "Quindi, mi affido all'esperienza e a ipotesi fondate".

Lo stesso vale anche per il dott. Craggs, che si è preparato al meglio per questo giorno. "Abbiamo portato diverse varietà di coralli dall'Australia, dai Caraibi e dall'Indonesia, poiché si riproducono in fasi diverse nel corso dell'anno e vogliamo osservare cosa accade al loro interno", spiega. "Tradizionalmente, nel caso dei coralli ramificati, sarebbe stato necessario spezzare un ramo per determinarne lo stato riproduttivo. Per i coralli LPS [large polyp stony - duri a polipo lungo], ne sezioniamo un certo numero per verificare la presenza di gameti e dedurre quando avviene la riproduzione". In questo caso, nell'interesse dell'accuratezza e del rispetto dei protocolli scientifici, l'ecografia viene verificata utilizzando questo metodo standard.

È cautamente ottimista, dato che le uova sono strutture incredibilmente piccole e possono essere "grandi appena 300 micron, ovvero 0,3 millimetri". Tuttavia, nella stanza si respira un'aria di fiducia mentre Sally si mette al lavoro, selezionando le sonde che ritiene abbiano le migliori possibilità di creare ottime immagini, prima di ricoprirle con gel conduttivo e avvolgerle in una guaina protettiva.

Di fatto, sottoporsi a un'ecografia è così comune che generalmente non ci soffermiamo a pensare a come funziona. Semplicemente, vengono inviate nel corpo, in questo caso in un corallo, delle onde sonore innocue ad alta frequenza, utilizzando una sonda portatile. Queste onde rimbalzano sugli oggetti esaminati, come una specie di eco, poi un software di imaging specializzato le converte in immagini visualizzate sullo schermo in tempo reale. Il motivo per cui si usa il gel è che, forse sorprendentemente, l'energia sonora si trasmette meno efficientemente nell'aria che nei liquidi. "Quindi, se copriamo la sonda senza applicare il gel, l’aria tra la sonda e la guaina impedisce al suono di propagarsi a sufficienza da risultare utile. Dopodiché, l’acqua trasmette il suono con grande efficacia", spiega Sally.

Quando i coralli sono stati tolti dalla scatola, sistemati in vasche d'acqua poco profonde e si sono acclimatati nel nuovo ambiente, – non dobbiamo infatti dimenticare che sono pur sempre animali – Sally porge una sonda a Jamie e si mettono al lavoro. Dopo pochi secondi, tutti e tre erano già rapiti ("… oh, guarda quello!"), mentre identificano rapidamente i tessuti digestivi dello “stomaco” di un corallo. "Le uova si sviluppano in prossimità del filamento intestinale", spiega il dott. Craggs. "Quando lo vediamo, siamo nella zona giusta". Le strutture interne di questi coralli, di appena un millimetro di dimensione, vengono mostrate in enormi e straordinari dettagli, così che lui può facilmente indicare e spiegare.

Come per qualsiasi tipo di sperimentazione, soprattutto se si utilizza uno strumento completamente nuovo, il team ha bisogno di tempo per capire cosa sta osservando, provare diverse tecniche e imparare cosa è possibile fare con l'ecografia. Ogni corallo è diverso, quindi individuare l'approccio migliore per ciascuno richiede pazienza e imparare a interpretare il corallo in un modo nuovo richiede tempo. Nel corso del pomeriggio, gli scienziati hanno fatto ciò che sanno fare meglio: si sono avvicinati metodicamente a ciascun campione, regolando l'ingrandimento, le sonde e l'approccio, annotando ciò che vedevano e registrando centinaia di immagini ecografiche. "Osserviamo caratteristiche che sembrano coerenti con lo sviluppo delle uova", annuncia finalmente il dott. Craggs. "Formano dei gruppi, hanno le dimensioni e la posizione giuste all'interno del corallo. Tutto sommato, è un risultato incoraggiante".

Quando i coralli sono stati riposti nella scatola protettiva per il viaggio di ritorno e l’ecografo è stato pulito e sistemato, si respirava un'aria di festa. Dopotutto, non capita tutti i giorni che un biologo marino si cimenti in un'ecografia – e quanto spesso un tecnico di ecografia ha la possibilità di esaminare un animale di fondamentale importanza per il nostro pianeta? Naturalmente, per il dott. Craggs c'era ancora del lavoro da fare. Tornato in laboratorio, si è messo al lavoro analizzando la grande quantità di immagini fornite da Sally, avendo a disposizione più tempo per esplorarne a fondo il contenuto.

Confrontando le ecografie con il metodo standard, l'esame di campioni di tessuto vivente, ha verificato con entusiasmo e con una certezza del 100% che le immagini mostravano uno sviluppo visibile delle uova. "Dal punto di vista scientifico, è sempre importante condurre quante più verifiche possibili", dichiara il dott. Craggs. "Ma ora posso confermare con certezza di avere osservato lo sviluppo degli ovociti [ovuli] nelle ecografie: era chiaro come il sole".

Quando le notizie si sono diffuse tra i team, l'entusiasmo che si respirava nella sala ecografica si è ripresentato con forza: un altro momento epocale per tutti i soggetti coinvolti, i cui risultati potrebbero fornire al dott. Craggs e alla comunità scientifica un tipo di dati completamente nuovo su cui lavorare.

Mettere insieme discipline per il progresso della scienza, assistere al riscontro di nuovi e importanti risultati e usarli a beneficio del futuro di tutti noi?

Questo, come si suol dire, è progresso.

Segui i progressi del nostro lavoro con Coral Spawning International e Nature Seychelles qui su VIEW.