Asterinides sp., una stella marina stygobionte endemica di una grotta anchialina e le sue interazioni con le comunità procariotiche

Vita in un mondo sommerso nascosto

Lontano sotto le spiagge affollate di Cozumel si trova un mondo molto diverso: grotte buie e allagate dove strani animali pallidi sopravvivono senza luce solare. Questo studio esplora una di queste creature, una stella marina ipogea ancora senza nome, e i tappeti microbici vischiosi su cui vive. Esaminando quali organismi abitano questi tappeti e cosa finisce nello stomaco della stella marina, i ricercatori rivelano come microbi invisibili possano nutrire animali più grandi e plasmare un intero ecosistema nascosto.

Una grotta tra terra e mare

La ricerca è stata condotta a El Aerolito, un sistema di grotte anchialine scavato nel calcare sull’isola di Cozumel, Messico. Le grotte anchialine sono riempite da acque sotterranee che si collegano al mare attraverso pori e gallerie nella roccia. Quando l’acqua salata marina incontra acque sotterranee più dolci, si formano strati distinti con chimica insolita, compresi alti livelli di sali disciolti e scarsa o nulla illuminazione. Queste condizioni dure e isolate rendono tali grotte «laboratori naturali» in cui le specie evolvono in modi unici e spesso non si trovano altrove sulla Terra.

Una stella marina con un indirizzo molto locale

Tra gli abitanti più sorprendenti di El Aerolito c’è Asterinides sp., una piccola e pallida stella marina che è stata trovata solo in alcuni passaggi di questa grotta. Trascorre la vita attaccata alle pareti nello strato d’acqua più profondo e salato, spesso con il lato ventrale morbido premuto direttamente su sottili film di tappeti microbici. Poiché i suoi parenti stretti sono onnivori opportunisti che si nutrono evaginando, cioè ribaltando il loro stomaco sul cibo, il gruppo ha ipotizzato che questa stella marina della grotta possa pascolare su questi tappeti come fonte primaria di nutrimento.

Campionare la vita invisibile della grotta

Lavorare in passaggi stretti e completamente bui ha richiesto immersioni tecniche in grotta e nuovi strumenti. Il team ha raccolto quattro tipi di campioni: acqua di grotta, tappeti microbici dalle pareti, una roccia coperta di tappeto e il contenuto stomacale delle stelle marine. Per ottenere materiale gastrointestinale senza danneggiare gli animali, hanno usato una Camera Raccoglitrice appositamente progettata che ha permesso alla stella marina di rigurgitare delicatamente il contenuto dello stomaco in un contenitore protetto. Tornati in laboratorio, hanno estratto il DNA dai batteri presenti in questi campioni e sequenziato un gene marcatore per identificare quali gruppi microbici fossero presenti e quali ruoli metabolici potessero svolgere nei cicli del carbonio, dell’azoto e dello zolfo.

Microbi condivisi e chimica condivisa

La grotta ospitava una comunità batterica sorprendentemente ricca e in gran parte sconosciuta, dominata da un gruppo chiamato Proteobacteria e da molte linee filogenetiche non ancora classificate fino al rango di genere. Tappeti microbici, acqua e rigurgiti delle stelle marine condividevano diversi gruppi batterici chiave, inclusi tipi precedentemente collegati al processamento di zolfo e carbonio. Alcuni batteri comparivano solo nell’intestino della stella marina, suggerendo una relazione speciale con il suo apparato digerente. Quando i ricercatori confrontarono le funzioni metaboliche previste, trovarono che i tappeti microbici e i contenuti stomacali erano più simili tra loro di quanto non fossero ciascuno rispetto all’acqua circostante. In tutti e tre gli habitat, i microbi capaci di ossidare lo zolfo e fissare il carbonio — processi che possono generare energia nel buio totale — risultarono particolarmente importanti.

Reti trofiche, inquinamento e conservazione

Mettendo insieme queste linee di evidenza, lo studio supporta l’idea che i tappeti microbici siano una fonte alimentare principale per Asterinides sp., fornendo energia e nutrienti attraverso le loro cellule dense e le secrezioni viscose. Queste secrezioni possono legare metalli e inquinanti, il che significa che le stelle marine potrebbero essere esposte anche a contaminanti che filtrano dall’uso del suolo e dalle strade vicine. Allo stesso tempo, la scoperta di così tanti microbi poco noti sottolinea quanto poco si conosca della vita nelle grotte anchialine. Collegando la dieta di un animale di grotta all’attività microbica, questo lavoro offre un quadro per studi futuri e mette in evidenza la necessità di proteggere questi fragili e evolutivamente unici mondi sommersi.

Citazione: Solís-Marín, F.A., Vergara-Ovando, C., Rojas-Oropeza, M. et al. Asterinides sp. an endemic stygobitic seastar from an anchialine cave and its interactions among prokaryotic communities. Sci Rep 16, 5926 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-36065-5

Parole chiave: grotte anchialine, stelle marine delle grotte, tappeti microbici, ecosistemi di acque sotterranee, ciclo del zolfo