Organismi poco studiati hanno effetti sulle barriere coralline
In tutto il mondo le barriere coralline sono in pericolo. Questi complessi ecosistemi sono ancorati da coralli e alghe, i principali produttori di materia organica disciolta. Tale materia è costituita da una miscela variabile e complessa di migliaia di sostanze organiche e, per la maggior parte degli animali marini, non è biodisponibile. Il progetto DDMS, intrapreso con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, studia il modo in cui i batteri e le spugne di mare trasformano la materia organica disciolta.
Microbializzazione delle barriere coralline
La pesca eccessiva e l’inquinamento da nutrienti causano la microbializzazione, un processo che destabilizza la catena alimentare. La pesca eccessiva contribuisce allo squilibrio riducendo il numero di pesci che si nutrono di alghe mentre l’inquinamento da nutrienti stimola ulteriormente la crescita delle alghe, a scapito dei coralli. La maggiore quantità di alghe negli ecosistemi della barriera corallina innesca un circolo vizioso: le alghe producono una maggiore quantità di materia organica disciolta e tale aumento attira più microbi. Con l’aumento della biomassa di materia organica disciolta, l’energia nelle barriere coralline è indirizzata verso i microbi. Ciò riduce la biodiversità delle barriere e contribuisce al loro decadimento.
Spugne, batteri e barriera corallina
Se da un lato le barriere coralline di tutto il mondo sono in pericolo, dall’altro si sa ancora poco degli ecosistemi marini. Fino a poco tempo fa non era chiaro che le spugne, organismi onnipresenti in molti ambienti oceanici, svolgono un ruolo nella trasformazione della materia organica disciolta e sono essenziali per il ciclo del carbonio. Le nuove conoscenze sui meccanismi della rete alimentare aiutano a spiegare le minacce alle barriere coralline. Secondo il borsista del progetto Benjamin Mueller: «Poiché la materia organica disciolta costituisce il più grande bacino di carbonio organico nell’oceano e le spugne dominano le comunità bentoniche in molti habitat costieri e di acque profonde, la capacità di trasformare le sostanze refrattarie può avere un effetto significativo sul ciclo del carbonio a livello locale e potenzialmente anche su scala globale». I dati suggeriscono che, mentre i batteri presenti nell’acqua di mare selezionano e trasformano solo determinate componenti della materia organica disciolta, le spugne sono meno selettive. Spiega Mueller: «Questo potrebbe indicare una differenza fondamentale nel meccanismo di assorbimento delle sostanze organiche disciolte da parte di spugne e batteri, con importanti conseguenze per la nostra comprensione di come i batteri e le spugne alterano la quantità e la qualità della materia organica disciolta nei nostri oceani».
Esperimenti di assorbimento di materia organica disciolta
Tutto il lavoro sul campo di Mueller si è svolto presso la stazione sperimentale CARMABI a Curaçao, nei Caraibi meridionali, dove specie di coralli e alghe sono state incubate per produrre materia organica disciolta. L’analisi dell’acqua è stata eseguita utilizzando la spettroscopia di fluorescenza, l’analisi degli aminoacidi totali disciolti e la metabolomica non mirata per contribuire alla caratterizzazione delle differenze tra i tipi di materia organica disciolta. Questi sono stati poi somministrati alle spugne incrostanti che vivono all’interno della barriera corallina o ai batteri marini per scoprire come tali organismi interagiscono con i vari tipi di materia organica disciolta prodotta dai coralli e dalle alghe. Negli ultimi decenni molte barriere coralline sono passate dalla dominanza dei coralli a quella delle alghe, il che ha probabilmente influenzato anche la composizione della materia organica disciolta presente. Mueller ha testato l’ipotesi secondo cui i cambiamenti nella composizione della materia organica disciolta hanno conseguenze sulla trasformazione da parte di spugne e batteri, incubando coralli e alghe in situazioni che simulano gli scenari passati, presenti e futuri, con condizioni di predominanza dei coralli, di parità e di predominanza delle alghe. Mueller ha infine esplorato la possibilità di una competizione tra spugne e batteri. A entrambi è stata somministrata acqua precedentemente elaborata dall’altro organismo per vedere se fossero in grado di utilizzarla. Le barriere coralline sono sistemi complessi e sono in pericolo. Con il 90 % dei fondali ancora inesplorati, è necessaria una migliore comprensione degli ambienti marini. Lo studio dei meccanismi di assorbimento di materia organica disciolta da parte di spugne e batteri è importante per comprendere e proteggere gli ecosistemi della barriera corallina.
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