Myxicola infundibulum

Biol. Mar. Mediterr. (2011), 18 (1): 93-96
L. Stabili1,2, F. Serio2, R. Schirosi2, M. Licciano2, A. Giangrande2
Istituto per l’Ambiente Marino Costiero - U.O.S. di Taranto - CNR, Via Roma, 3 - 70400 Taranto, Italia.
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DiSTeBA, Università del Salento, Via Prov.le Lecce-Monteroni - 73100 Lecce, Italia.
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IL MUCO DEL POLICHETE MYXICOLA INFUNDIBULUM
(SABELLIDAE): UN MICROCOSMO CON FUNZIONE DI
NUTRIZIONE E PROTEZIONE
THE MUCUS OF THE POLYCHAETE MYXICOLA INFUNDIBULUM
(SABELLIDAE): A NUTRIENT AND PROTECTIVE MICROCOSM
Abstract - In order to assess the role of the polychaete Myxicola infundibulum mucus as nutrient
and protective microcosm, in the present study we evaluated the culturable bacteria and the associated
fauna in this matrix as well as its antibacterial lysozyme-like activity.
Key-words: mucus, bacteria, Myxicola infundibulum, Lumbrineris latreilli.
Introduzione - Il muco svolge diversi ruoli nel regno animale. Gli invertebrati
utilizzano questa matrice come rivestimento della superficie esterna per favorire la
locomozione, limitare le perdite di acqua, proteggere uova ed embrioni, coadiuvare
l’alimentazione (Laimek et al., 2008). Negli invertebrati il muco riveste inoltre un ruolo
fondamentale nella difesa contro l’eventuale attacco di organismi patogeni, fungendo
da barriera meccanica, o tramite il rilascio di sostanze tossiche o biologicamente
attive che possono uccidere o inibire la crescita microbica (Smith, 2002). Tuttavia, il
muco può essere utilizzato come fonte alimentare ed il suo valore nutritivo è spesso
stato studiato in relazione alla sua composizione chimica. In quest’ultimo caso esso
può consentire al suo interno lo sviluppo di una comunità batterica specifica, mentre
altre specie di batteri vengono escluse dalla presenza di sostanze antibatteriche. Il
muco, quindi, può essere alla base di una catena microbica nella quale i microrganismi
sono poi utilizzati da altri organismi anch’essi presenti al suo interno. Ciò è quanto
è riportato, ad esempio, in molti coralli duri e molli (Brown e Bythell, 2005). Nei
policheti la produzione di muco costituisce una caratteristica chiave morfologica
e funzionale che determina la capacità di molte specie di sopravvivere nel loro
ambiente (Bonar, 1972). In particolare, nella famiglia Sabellidae il muco è coinvolto
principalmente nel processo di filtrazione e nella costruzione del tubo, ma svolge
un ruolo importante anche nelle reazioni di difesa contro il danno meccanico, e
nella identificazione ed eliminazione degli agenti patogeni (Stabili et al., 2009).
Nel presente lavoro è stata investigata la funzione del muco prodotto dal sabellide
Myxicola infundibulum (Renier, 1804), una specie molto diffusa in Mediterraneo su
fondi molli portuali, che produce un tubo completamente mucoso. É stata condotta
un’indagine sulla fauna associata e sui batteri coltivabili presenti nel muco, nonché
sull’attività antibatterica lisozima-simile dello stesso, per verificare l’ipotesi che tale
matrice sia un microcosmo con funzione di nutrizione e, al contempo, di protezione.
Materiali e metodi - Individui adulti del polichete M. infundibulum sono stati
prelevati mediante immersioni subacquee nel lago di Faro (Messina), estratti dai
tubi gelatinosi, trasferiti in acquario ed utilizzati in parte per osservazioni sul
comportamento e in parte per la determinazione dell’attività antibatterica lisozimasimile. La matrice mucosa formata dai tubi è stata invece immediatamente raccolta,
lavata con soluzione fisiologica sterile e utilizzata sia per la determinazione della
concentrazione batterica, sia per le osservazioni al microscopio finalizzate alla
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L. Stabili, F. Serio, R. Schirosi, M. Licciano, A. Giangrande
caratterizzazione della fauna associata. Sono stati ricercati i seguenti parametri
microbiologici: batteri eterotrofi coltivabili a 22 °C (HB) mediante semina su Marine
Agar, batteri totali a 37 °C (TB) mediante semina su Plate Count Agar, vibrioni
coltivabili (V) mediante semina su thiosulphate-citrate-bile-sucrose-salt (TCBS).
Per evidenziare l’attività antibatterica gli animali sono stati lavati con soluzione
fisiologica sterile, successivamente collocati in piastre di Petri e lasciati in questa
posizione per circa 15 minuti. In tali condizioni essi secernevano il muco che veniva
immediatamente raccolto e conservato a –80 °C (Fig. 1a,b). Per i saggi dell’attività
lisozima-simile il muco prodotto da vari individui è stato unificato. La presenza
di un’attività lisozima-simile nel muco è stata evidenziata utilizzando un test di lisi
della parete cellulare di Micrococcus luteus condotto su piastra. A tal proposito 700
µl di una sospensione di parete cellulare di M. luteus (Sigma) sono stati diluiti in
agar in tampone fosfato (PB) 0,05 M, pH 5,2 e quindi stratificati in piastre di Petri.
Dopo la solidificazione sono stati praticati dei pozzetti successivamente riempiti con
30 µl di muco. Le piastre sono state quindi incubate per una notte a 37 °C e l’attività
enzimatica è stata valutata misurando i diametri di lisi intorno a ciascun pozzetto.
I valori ottenuti erano relativi alla media aritmetica di almeno 5 repliche ± l’errore
standard.
Fig. 1 - Individui adulti di M. infundibulum estratti dai tubi (a). Raccolta del muco per i saggi di
attività antibatterica (b).
Adult specimens of M. infundibulum removed from the tubes (a). Mucus collection for antibacterial
activity assays (b).
Risultati - I vermi isolati e privi di tubo mucoso posti in acquario in breve tempo
si organizzavano in un unico cluster, mostrando un comportamento gregario che si
ripeteva ogni qual volta essi venivano privati del tubo. M. infundibulum produceva in
brevissimo tempo quantità notevoli di muco vischioso che si addensava assumendo
una consistenza gelatinosa per la successiva formazione del tubo attorno al corpo
dell’animale. Infine i tubi si fondevano formando un’unica matrice gelatinosa. Il
muco di M. infundibulum, come è stato evidenziato per mezzo del saggio su piastra,
possedeva un’attività lisozima-simile. L’optimum di attività è stato ottenuto con un
valore di Forza Ionica pari a 0,175 e pH pari a 5,0. In queste condizioni il diametro
di lisi era pari a 8,4±0,3 mm corrispondente a 1,15 mg/ml di lisozima di bianco
d’uovo di pollo (Fig. 2).
Il muco prelevato dai tubi gelatinosi separati dai vermi dopo la raccolta in ambiente
naturale è risultato colonizzato da numerosi individui del polichete Lumbrineridae
Lumbrineris latreilli (Audoin & Milne Edwards, 1834). Questi vermi associati, pur
essendo interamente inglobati nel muco tanto da renderne particolarmente difficile
Il muco del polichete M. infundibulum: un microcosmo con funzione di nutrizione e protezione
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Fig. 2 - Attività antibatterica lisozima-simile del muco di M. infundibulum evidenziata dalla lisi
delle pareti di Micrococcus luteus su piastra Petri.
Lysozyme-like activity of M. infundibulum mucus evidenced on Petri dish by the lysis of Micrococcus
luteus cell walls.
l’estrazione, erano comunque in grado di muoversi liberamente al suo interno. Il
muco di M. infundibulum, inoltre, conteneva anche un’elevata densità batterica,
come evidenziato dai dati relativi ai parametri microbiologici riportati in Tab. 1. Nel
muco la densità dei batteri coltivabili a 22 °C era più elevata di quella dei batteri
coltivabili a 37 °C. I vibrioni costituivano una frazione minore della flora batterica
totale presente.
Tab. 1 - Densità batteriche rilevate nel muco di M. infundibulum.
Bacterial densities recorded in the mucus of M. infundibulum.
Categorie batteriche
HB
TB
V
Muco
6,8 x 103 CFU/ml
8,4 x 102CFU/ml
1,7 x 102CFU/ml
Conclusioni - I dati di densità batterica osservati nel muco di M. infundibulum
sono raffrontabili con quelli osservati in altri invertebrati come alcuni cnidari che
producono un muco ad elevato valore nutritivo (Goldberg, 2002). La presenza di
batteri eterotrofi coltivabili a 22 °C e a 37 °C (che includono i potenziali patogeni)
indica che il muco di M. infundibulum è un sito di aggregazione batterica. Esso
ha una viscosità elevata ed un contenuto proteico più alto rispetto a quello del
polichete Sabella spallanzanii (Gmelin, 1791) (Stabili et al., 2011) che ha una viscosità
simile a quella dell’acqua di mare e contiene una percentuale d’acqua pari al 96%.
Verosimilmente queste differenze spiegherebbero un diverso ruolo del muco in
questi due policheti. Nel muco di S. spallanzanii è presente una maggiore attività
antibatterica lisozima-simile, che risulta essere più debole in M. infundibulum.
Ciò suggerisce che il muco di quest’ultima specie potrebbe costituire una sorgente
trofica per alcuni batteri. Si potrebbe anche ipotizzare che esso possa svolgere
un ruolo protettivo, innescando rapporti di tipo simbiotico, similmente a quanto
osservato per il muco del corallo Heteroxenia fuscescens (Ducklow e Mitchell, 1979).
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L. Stabili, F. Serio, R. Schirosi, M. Licciano, A. Giangrande
L’ipotesi dell’esistenza di una catena microbica nella quale i microrganismi sono poi
utilizzati da altri organismi presenti nello stesso muco è avvalorata dalla presenza
del polichete detritivoro L. latreilli. Questa specie, finora riportata solamente a vita
libera, potrebbe trovarsi in associazione con M. infundibulum poiché all’interno del
muco trova condizioni ottimali per la sua nutrizione e protezione. I nostri risultati,
quindi, indicano che il muco della specie investigata rappresenta un microcosmo
con valore nutritivo e al contempo con funzione di difesa. Infine, le aggregazioni di
individui di M. infunbibulum osservate in acquario non sono un artefatto dovuto alle
condizioni sperimentali, essendo presenti anche in ambiente naturale (Cosentino A.,
osservazione personale). Resta da verificare quanto diffuso sia questo fenomeno di
aggregazione in ambiente naturale, nonché la loro densità e le dimensioni che queste
formazioni possono raggiungere.
Ringraziamenti - Si ringrazia il Dr. Andrea Cosentino (Dipartimento di Biologia Animale e Ecologia
Marina, Università di Messina) per aver fornito gli organismi oggetto di studio dal lago di Faro.
Bibliografia
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