Alla scoperta delle barriere coralline

Non potevo evitare di mettere una citazione così bella. Fonte.

A meno che non vi siate persi le puntate precedenti, l’argomento che affronterò non vi sarà del tutto nuovo. In un paio di post abbiamo infatti già parlato di Barriere coralline, ma questo articolo mi sta particolarmente a cuore (mi sento un po’ come una mamma con suo figlio) perché nasce in un’occasione davvero importante.

Il 22 maggio si celebra infatti la Giornata internazionale della Biodiversità e, in attesa di questa data, l’associazione studentesca UniversiRà del campus di Ravenna ha organizzato un magnifico Festival assolutamente imperdibile! L’obiettivo di questa iniziativa è sensibilizzare quanta più gente possibile sull’importanza di tutelare la biodiversità in tutte le sue sfaccettature: occorre acquisire consapevolezza e promuovere azioni concrete, solo così potremo dirigerci verso un futuro migliore.

Quando si parla di biodiversità è impossibile non considerare le barriere coralline, poiché rientrano tra i doni della natura più belli e suggestivi.

Con i loro meravigliosi colori e le innumerevoli forme di vita che le popolano, sono in grado di incantarci anche attraverso delle semplici fotografie e di attirare tantissimi appassionati di immersioni in mare (mi raccomando però: guardare e non toccare!). Eppure, sempre più spesso ci capita di vederle immortalate in tutta la loro fragilità, pallide e sofferenti a causa del cosiddetto bleaching (sbiancamento) dei coralli.

Ma procediamo per gradi…

Cosa sono le barriere coralline? 

Il termine si riferisce in genere alla barriera corallina di acque basse, habitat ad alto irraggiamento solare tipico dei mari tropicali, ma esistono bio-costruzioni analoghe anche in acque a bassa penetrazione (cosiddetta barriera corallina mesofotica) o in condizioni di assenza di luce (barriera corallina di acque profonde). Le barriere hanno creato delle isole e delle lagune in mari profondi, modificando sia il fondo sia le coste (ricoperte di sabbia finissima, frutto dell’erosione marina sui coralli e dell’azione di alcuni pesci che si cibano di polipi).

Gli ecosistemi delle barriere coralline (che in inglese sono note come Reef) sono il prodotto di associazioni mutualistiche tra alghe e animali marini. Tali ecosistemi sostengono decine di migliaia di specie. Si pensa infatti che almeno il 25% di tutte le specie marine del mondo vivano nelle acque delle barriere coralline (che assembramento!). Nella maggior parte dei casi, queste associazioni comprendono animali appartenenti a phyla con organizzazione corporea molto semplice, come poriferi (spugne) o cnidari (coralli, anemoni di mare, idre), e si instaurano in acque tropicali limpide, povere di nutrienti utilizzabili dagli animali. Ci sono solo pochi tipi di alghe che formano associazioni mutualistiche con animali più complessi come quelli appartenenti ai phyla dei platelminti (vermi piatti), molluschi (lumache, bivalvi) e degli Urocordati (ascidie). In questo caso l’animale ha un rapporto S/V favorevole o ha evoluto superfici specificamente deputate a raccogliere la luce.

I simbionti fototrofi unicellulari sono filogeneticamente molto diversi fra loro e comprendono cianobatteri, alghe verdi e alghe rosse, diatomee e dinoflagellati. Tra i più comuni vi sono l’alga verde Chlorella che si associa con spugne e idre d’acqua dolce; cianobatteri che si associano con spugne marine; infine, alcune specie di dinoflagellati del genere Symbiodinium. La più spettacolare ed ecologicamente importante di queste associazioni mutualistiche è quella che si realizza tra i coralli cnidari costruttori (ordine Scleractinia) e alcune specie di dinoflagellati del genere Symbiodinium. Insieme i due organismi formano il fondamento strutturale e della catena trofica dell’ecosistema delle barriere coralline.

Struttura degli cnidari e caratteristiche della simbiosi

Struttura Cnidari

Non sono particolarmente pretenziosi e appariscenti, ma presentano una struttura molto semplice costituita solo da due tessuti quali ectoderma e gastroderma. Il dinoflagellato simbionte viene ospitato (uh che gentile! Gli offre anche un caffè?) all’interno di vacuoli chiamati simbiosomi localizzati nelle cellule del tessuto più interno ovvero il gastroderma.

Struttura dei coralli. Fonte.

La simbiosi garantisce vantaggi reciproci ai due simbionti

Trattandosi di un’associazione mutualistica i Coralli e i Dinoflagellati sono uniti in una specie di vincolo del Matrimonio promettendosi amore eterno e assoluta fedeltà? Non esattamente, ma qualcosa di molto simile. Durante il matrimonio si usa dire “finché morte non ci separi”. Il problema è che a causa delle attività antropiche, coralli e dinoflagellati rischiano di separarsi molto presto, ma di questo ne parleremo meglio tra un po’.

Quindi come fanno a dimostrarsi a vicenda questo grande amore? L’alga cede al corallo la maggior parte del carbonio fissato per mezzo della fotosintesi, sotto forma di piccole molecole come zuccheri, glicerolo e aminoacidi in cambio di nutrienti inorganici fondamentali derivanti dal metabolismo dell’ospite (azoto, fosforo e carbonio inorganici).

Ovviamente il dinoflagellato riceve anche protezione; insomma, il Corallo è un perfetto Bodyguard! Questa associazione mutualistica ha permesso ai coralli costruttori delle barriere di svilupparsi in zone di acque oceaniche povere di nutrienti. Che dite, è più un rapporto d’amore o di convenienza? (ok la smetto). Un’altra cosa importantissima da considerare è che lo scheletro di carbonato di calcio dei coralli è uno dei collettori di radiazioni solari più efficienti in natura ed è in grado di amplificare la luce incidente fino a cinque volte. Questo consente al simbionte di effettuare la fotosintesi nonostante sia immerso in una colonna d’acqua che assorbe la luce.

Modalità di formazione della simbiosi

Esistono due modalità: trasmissione verticale, ovvero i simbionti sono già presenti nei gameti liberati dai genitori (mamma corallo e papà corallo) e, meno di frequente, trasmissione orizzontale, nella quale cellule di Symbiodinium a vita libera possono essere ingerite dalla forma giovanile del corallo. Un corallo in via di sviluppo che ingerisce dei dinoflagellati li digerisce tutti a eccezione della sua dolce metà Symbiodinium. Una volta stabilita l’associazione, il corallo controlla la crescita di Symbiodinium mediante segnali chimici e, a seguito di ciascuna divisione cellulare, ogni cellula figlia del dinoflagellato viene collocata in un nuovo simbiosoma.

I coralli che formano le barriere si riproducono per via sessuale, magari non esattamente come lo state immaginando voi (eheh vi leggo nel pensiero, ormai lo sapete), bensì liberando gameti nell’acqua marina circostante. Fondendosi tra loro, un gamete femminile e uno maschile originano una larva liberamente natante che successivamente si stanca a furia di nuotare e fa la pigra fissandosi a una superficie, dando inizio a una nuova colonia di coralli.

Sembra quasi una favola… c’erano una volta due simbionti felici e spensierati, generosi e solidali l’uno con l’altro, sino a quando non è arrivato l’egoista, il cattivone della storia a rovinare tutto: l’uomo.

Mi auguro però che si tratti di uno di quegli antagonisti che alla fine decidono di redimersi, dopo aver compreso i loro errori, cercando poi in tutti i modi di porvi rimedio e di non commetterne altri.

Ma esattamente cos’è che stiamo combinando?

I rischi 

Le barriere coralline prima e dopo lo sbiancamento. Davvero irriconoscibili!

Molte delle barriere coralline sono a rischio di estinzione soprattutto a causa delle attività antropiche. Si ritiene che la progressiva riduzione di questi affascinanti ecosistemi sia da attribuirsi all’incremento di CO2 in atmosfera. In particolare, all’aumento di temperatura delle acque marine superficiali, all’innalzamento del livello dei mari e all’acidificazione delle acque marine.

Altra gravissima minaccia è rappresentata dallo sviluppo costiero che contribuisce all’inquinamento con lo scarico delle acque reflue, l’eutrofizzazione dovuta all’eccesso di nutrienti e lo sfruttamento eccessivo delle risorse ittiche (pesca intensiva) che contribuisce ulteriormente a squilibrare questi delicati ecosistemi. Le sostanze che finiscono in mare provengono, fra le altre cose, dai fertilizzanti ricchi di azoto e fosforo usati dagli agricoltori. Tutte queste variazioni ambientali contribuiscono all’elevata mortalità causata da malattie, alla decolorazione e alla perdita di struttura dei coralli dovuta a una minore calcificazione, causata dall’acidificazione. Anche l’ancoraggio delle imbarcazioni può arrecare danno alle barriere coralline.

A cosa è dovuta la decolorazione? 

I coralli in buono stato di salute ospitano milioni di cellule di Symbiodinium per cm2 di tessuto. La decolorazione dei coralli è dovuta proprio alla lisi di questi simbionti, che determina l’esposizione dello scheletro calcareo sottostante. Ciò che arreca danni sia all’ospite che al suo simbionte è la sinergia tra l’incremento di temperatura delle acque superficiali e dell’irraggiamento, che determina la formazione di specie reattive dell’ossigeno (come ossigeno singoletto e superossido) danneggiando l’apparato fotosintetico dei dinoflagellati. Se l’apparato fotosintetico viene danneggiato si ha una massiccia decolorazione. In particolare, si ritiene che lo sbiancamento sia dovuto a una risposta immunitaria protettiva dell’ospite che distrugge le cellule del simbionte danneggiate.

I coralli delle barriere vivono quasi al limite del loro optimum di temperatura, per cui anche lievi aumenti di temperatura di 0,5-1,5 C° al di sopra del massimo locale, se persistono per varie settimane possono indurre lo sbiancamento del corallo. Anche una significativa diminuzione al di sotto dei valori ottimali per la crescita del corallo può dare lo stesso effetto.

Previsioni per il futuro (senza l’aiuto di Paolo Fox)

Ma quindi, quale futuro si prospetta per le barriere coralline? Partendo dal presupposto che il loro destino è nelle nostre mani e spetta a noi intervenire, per il momento la previsione del loro futuro è piuttosto incerta. Sulla base degli aumenti di temperatura previsti, lo scenario risulta abbastanza inquietante: si ipotizza che in pochi anni possa verificarsi un collasso dei sistemi di barriere coralline dell’Oceano Indiano e un collasso globale di tutte le barriere coralline del Pianeta entro la metà del secolo. Esiste però un altro fattore importantissimo da considerare, sul quale però ci mancano ancora delle conoscenze adeguate: la vulnerabilità delle singole specie di coralli e la capacità di adattamento dei singoli mutualismi corallo-simbionte. A seguito dello sbiancamento, infatti, il mutualismo potrebbe trasferirsi a un simbionte termicamente più tollerante.

Esistono infatti oltre 150 diversi filotipi di Symbiodinium, ciascuno caratterizzato da una diversa tolleranza allo stress termico. Sono stati proposti due modelli per quanto riguarda il trasferimento di simbionte: lo scambio e la sostituzione. Secondo la maggior parte degli studi, il più comune è lo scambio. In cosa consistono esattamente questi due meccanismi? Nello scambio si ha crescita differenziale di una variante genetica già associata con il corallo ma poco abbondante e che solo a seguito dello sbiancamento prende il posto del simbionte precedentemente dominante. Nella sostituzione invece il simbionte non è già associato al corallo, bensì viene prelevato da una popolazione presente nella colonna d’acqua.

Ogni nostra azione è fondamentale

Quindi, il finale di questa storia non è ancora stato scritto, siamo ancora in tempo per intervenire, scegliere la strada giusta per poi percorrerla sempre senza esitazione. È un po’ come in quei videogame, che ti consentono di scegliere tra più azioni da compiere sino ad arrivare a un finale che dipende esattamente da tutte le nostre scelte. Purtroppo, ora non siamo dinanzi a un videogioco, ma alla dura realtà: le barriere coralline non hanno vite infinite e non c’è possibilità di ricominciare da zero ogni volta che facciamo la scelta sbagliata.

Il tempo scorre inesorabilmente, per cui l’opportunità di agire concretamente e di salvare questo insostituibile dono della natura ce l’abbiamo adesso. Domani purtroppo non si sa (anzi, è abbastanza improbabile). È facile pensare “giuro che da domani agisco”, oppure “prima o poi farò qualcosa” o ancora peggio “tanto qualcuno agirà”. Non siamo in un film della Marvel in cui arriva un supereroe a salvare il Pianeta. Il nostro pianeta dobbiamo salvarcelo da soli, restando uniti nello stesso obiettivo.

Ognuno di noi nel suo piccolo può fare qualcosa di importante, un po’ come in un puzzle. È come se tutti disponessimo di tasselli che da soli potranno pure sembrare irrilevanti ma che, una volta uniti, ti fanno capire che se mancasse anche solo uno di loro, l’immagine avrebbe già meno senso. Questo per dirvi che ogni contributo è vitale. Che l’uomo non deve restare il malvagio di quella favola di cui vi parlavo prima. Nessuno ci impone un ruolo, siamo noi a scegliere chi vogliamo essere e come comportarci. Mi è capitato di sentir dire che non esiste nulla che possiamo fare. Voglio farvi ricredere e riaccendere in voi la speranza parlandovi di una cosa accaduta di recente e che dimostra come distruggere non sia l’unica possibilità. Si può anche creare, si può anche salvare.

Fecondazione artificiale dei coralli

Grande barriera corallina d’Australia

La Grande Barriera corallina d’Australia è patrimonio mondiale Unesco in quanto rappresenta il più esteso e spettacolare ecosistema di barriere coralline del pianeta. Il suo status di patrimonio mondiale è però a rischio a causa della retrocessione delle sue condizioni da “critiche” a “severamente minacciate e bisognose di conservazione urgente”.

Ma ciò che è accaduto in questi giorni ha colorato tutto di un meraviglioso verde speranza: la fecondazione artificiale avviata nel 2016 è andata a buon fine! In cosa consiste precisamente? La tecnica di recupero, sviluppata dal Marine Ecology Research Centre della Southern Cross University del Queensland, comporta la raccolta di ovuli e sperma di coralli durante l’annuale riproduzione di massa nella barriera. Le larve sono state coltivate in speciali recinzioni per circa una settimana e distribuite dagli scienziati in parti della barriera danneggiate dallo sbiancamento e prive di coralli vivi.

Grazie a questa tecnica, attuata presso Heron Island al largo della costa del Queensland, più di 60 coralli hanno dato inizio alla prima popolazione. Questo dimostra che la tecnica funziona come previsto e che, entro pochi anni, sarà possibile coltivare coralli anche molto grandi da larve microscopiche. I nuovi coralli hanno un diametro che varia da pochi centimetri alle dimensioni di un piatto da tavola e, nonostante un evento di sbiancamento che lo scorso marzo ha colpito l’area di Heron Island, sono in buona salute.

La Grande barriera corallina in questo modo potrà rinascere, ricominciare con una nuova vita. Dopo tutto il male che le abbiamo procurato questo è il minimo che potessimo fare. L’obiettivo primario da raggiungere però non dovrebbe essere quello di restituire al pianeta le forme di vita che a causa nostra ha perso, per poi continuare a perseverare nelle nostre azioni sbagliate e ritrovarci al punto di partenza. Ricordiamo che la vita non si rigenera all’infinito a nostro piacimento e che ottenere questi risultati con la tecnica dell’inseminazione artificiale non è stato affatto semplice e ha richiesto anni di duro lavoro.

Ovviamente è giusto recuperare tutto il possibile ora, ma dovremmo iniziare ad agire anche e soprattutto a monte, impedire che le barriere coralline, e tutte le altre forme di vita esistenti, soffrano e muoiano. Capiremo di stare percorrendo la strada giusta quando anziché restituire la vita saremo in grado di preservarla sin dall’inizio. Non dimentichiamo che prevenire è meglio che curare!

Il metodo di ripristino: le piattaforme subacquee

Piastrelle in terracotta in 3D per aiutare i coralli a crescere e ad ancorarsi. Fonte.

Due anni fa, il tifone Mangkhut ha danneggiato ben l’80% dei coralli locali trovati sul fondo dell’oceano di Moon Island ad Hong Kong. Considerato che il tempo necessario per ritornare allo stato originario sarebbe davvero elevatissimo (decenni), un team di ricercatori SWIMS dell’università di Hong Kong ha realizzato piastrelle in terracotta stampate in 3D, utilizzate sul fondo dell’oceano di Moon Island appunto, per aiutare i coralli ad ancorarsi e crescere. Ogni piastrella presenta una struttura rugosa che ricorda molto il cervello umano!

Le piastrelle in terracotta hanno un aspetto che ricorda il cervello umano. Fonte

La salvaguardia delle barriere coralline

Ora vi starete chiedendo: i ricercatori hanno fatto un lavoro splendido, ma noi “comuni mortali” come possiamo intervenire?

Ci sono davvero tante cose che possiamo fare; ora vi faccio un bell’elenco (che in realtà ci consentirà di tutelare non solo le barriere coralline, ma anche la biodiversità in senso più ampio):

  • proteggiamo l’acqua: meno acqua utilizziamo, meno deflusso e acque reflue indirizzeremo verso l’oceano;
  • quando scegliamo un pesce o un frutto di mare al supermercato o in pescheria dobbiamo prima assicurarci che non si tratti di una specie minacciata; per quanto sia difficile avere la certezza assoluta, questo non ci autorizza a non prestare la giusta attenzione, poiché fare scelte consapevoli è fondamentale. L’ideale sarebbe acquistare pesce fresco in pescheria, evitando il pesce surgelato e controllare il più possibile le etichette, per avere una garanzia di sostenibilità e controlli adeguati. Cerchiamo di stare attenti anche alla taglia del pesce: esiste una taglia minima al di sotto della quale la pesca diventa illegale. Pescare pesci piccoli significa infatti non dare loro il tempo di riprodursi. A lungo andare questo potrebbe determinarne una forte riduzione numerica e quindi il rischio di estinzione;
  • abbiamo la possibilità di offrirci volontari in quanto i comuni marittimi spesso organizzano pulizie delle spiagge o delle barriere coralline;
  • i coralli sono un meraviglioso dono della natura, ma noi non dovremmo utilizzarlo come regalo destinato alle persone a cui teniamo. Il nostro affetto cerchiamo di dimostrarlo in qualsiasi altro modo, ma per favore non in questo. Come ho già detto ci vogliono infatti decenni per creare le barriere coralline, quindi lasciamo le cose al loro posto;
  • per chi va in barca, evitare di colpire o toccare la barriera corallina con l’ancora o con l’elica; se presente la barriera tenersi a distanza di sicurezza;
  • non fare mai il bagno in mare se hai appena messo la crema solare; attendi almeno mezz’ora;
  • non gettare mai rifiuti sulla spiaggia o in mare.

Pandemia e inquinamento marino

Sull’ultimo punto dell’elenco avrei tante cose da dire, vista la situazione pandemia in cui ci troviamo.

Infatti, da oltre un anno ormai i dispositivi di protezione individuale, particolarmente le mascherine, sono diventati uno dei rifiuti più diffusi e dispersi di tutto il pianeta. Una volta utilizzate, le mascherine vengono gettate senza riguardo nell’ambiente, senza badare al fatto che lo smaltimento inappropriato di tali dispositivi sanitari rappresenta un problema davvero molto serio che rischia di danneggiare vaste aree del pianeta. In particolare, il degrado in corso nelle barriere coralline vicino alla capitale filippina Manila è stato filmato dalla BBC news. Dal video si evince una situazione davvero tragica che ha indotto le associazioni ambientaliste a esortare il governo filippino a una migliore gestione dei rifiuti. I dispositivi si stanno infatti degradando in microplastiche e finiranno per danneggiare sempre di più la fauna marina.

Conclusione

I doni della natura sono inestimabili e, come si evince dall’elenco, bastano davvero dei piccoli gesti per preservarli. Cosa ci costa metterli in pratica? La verità è che ai nostri occhi distruggere sembra facile, mentre la tutela e la salvaguardia richiedono impegno e dedizione. E invece per proteggere il Pianeta è richiesta una cosa molto semplice: l’amore per tutto quello che ci circonda, e non solo.

Vi siete infatti mai chiesti come facciamo ad amare davvero noi stessi se non amiamo in primis la Casa che ci ospita? In casa nostra le pulizie le facciamo quotidianamente perché sappiamo che la mancanza di igiene può arrecarci danno. Beh, sappiate che anche la mancanza di cura nei confronti del Pianeta ha lo stesso effetto ma amplificato di infinite volte. Poniamoci quindi una domanda fondamentale prima di compiere azioni scorrette e impulsive: davvero abbiamo un’autostima così bassa al punto da voler scegliere sempre la strada apparentemente più facile, come se non fossimo in grado di fare altro?

 

Fonti:

“Brock. Biologia dei microrganismi” – Casa editrice Pearson

Le mascherine chirurgiche hanno invaso la barriera corallina delle Filippine, le immagini dei subacquei – greenMe

La Grande Barriera Corallina rischia di perdere per sempre lo status di Patrimonio mondiale dell’Umanità (e la colpa è dei cambiamenti climatici) – greenMe

 

Annamaria Ragone

Sono laureata in scienze biologiche ed attualmente studio scienze biosanitarie nutrizione a Bari. Amo la biologia in ogni sua sfaccettatura ed ho molto a cuore le tematiche ambientali. Ho scelto di fare divulgazione per trasmettere agli altri la mia passione e per far comprendere l'importanza della scienza, spesso sottovalutata. Il mio motto è "Nulla di grande nel mondo è stato fatto senza passione".

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