Lo sbiancamento dei coralli

Introduzione

La stragrande maggioranza dei coralli vive in relazione simbiotica con le zooxantelle, un tipo di alghe unicellulari dinoflagellate. Queste alghe microscopiche vivono all’interno dei tessuti del corallo.
Le zooxantelle producono composti ricchi di energia mediante fotosintesi, fornendo fonti di cibo che vengono assorbite ed usate dal corallo. In generale i coralli sono fortemente dipendenti da questa relazione simbiotica, ricevendo fino al 90% del fabbisogno energetico mediante questo processo.

Macro di polipo zooxantellato

Lo sbiancamento

Può accadere che i coralli, in talune condizioni di stress, subiscano uno sbiancamento o una decolorazione.
Lo sbiancamento è la risultante del processo di stress quando la relazione corallo-alga si rompe.
Il termine sbiancamento descrive bene la perdita di colore che segue l’espulsione delle zooxantelle, o quando i pigmenti delle alghe sono degradati.
Essendo le zooxantelle principali responsabili della colorazione dei coralli la perdita di queste rende i tessuti come trasparenti. Il bianco del carbonato di calcio dello scheletro è dunque visibile attraverso il tessuto non pigmentato rendendo il corallo bianco brillante o scolorato.

Esempio di corallo interamente sbiancato ( foto di Heidi Schuttenberg)

Lo sbiancamento può interessare anche altri animali come spugne, foraminiferi, anemoni e tridacne.

Sbiancamento e decoloramento causati da stress termico in alcuni animali:
a) tridacna, b) anemone

Talvolta, in qualche corallo, lo scoloramento è reso visibile mediante gradazione cromatica tendente al bluastro, giallo o rosa piuttosto che bianco brillante. Ciò è dovuto alle proteine prodotte dalla specie di corallo, che tingono i tessuti, divenendo così il pigmento dominante lo scolorimento, quando le zooxantelle sono assenti.

Pocillopora che recupera il proprio naturale colore, dopo un decoloramento, causato da stress luminoso (Foto di Sandro Seccia).

La causa principale di uno sbiancamento di massa è l’innalzamento della temperatura dell’acqua marina. Aumenti di temperatura di soli 1-2 °C per 4-8 settimane possono attivare processi di sbiancamento in quanto i coralli già vivono vicini alle soglie termiche massime.
Alte temperature causano lo sbiancamento in quanto collassa l’impianto fotosintetico, aumentando la produzione di ossigeno che danneggia le strutture cellulari del corallo.
Dato che i coralli non tollerano alti livelli di queste molecole tossiche sono costretti ad espellere le zooxantelle per evitare il danneggiamento dei tessuti.

Zooxantelle visibili come puntini color oro.

Variazioni genetiche fra i vari tipi di zooxantelle influenzano la resistenza dei coralli allo stress da calore e conseguente sbiancamento. Sebbene i coralli sembrano in grado di variare la dominanza relativa delle differenti varietà di zooxantelle all’interno dei propri tessuti per aumentare la loro resistenza allo sbiancamento, ci sono limiti a questa strategia usata per acclimatarsi a grosse anomalie termiche.

La difesa naturale dei coralli

Molti coralli hanno diverse varietà di zooxantelle e sono capaci di variare la percentuale di una piuttosto che un’altra. Una delle funzioni della pigmentazione del corallo è quella di riparare le zooxantelle da eccessi di luminosità. I granuli pigmentati fluorescenti (acronimo inglese FPG) sono comuni in molti coralli (per lo meno nel Pacifico occidentale).

FPG di:
a) Acropora nobilis c) Pocillopora damicornis e) Porites cilindrica
g) Montipora digitata

I granuli pigmentati fluorescenti sono posizionati dentro il tessuto dei coralli per rendere ottimale l’ambiente per le zooxantelle, concentrando la luce in habitat scarso di luce e riparando le zooxantelle in condizioni di alta luminosità.
In questo modo i coralli con alte concentrazioni di FPG sono meno vulnerabili allo sbiancamento quando le temperature massime raggiungono livelli di elevato stress per i coralli.

Gerarchia di suscettibilità dei coralli allo sbiancamento.

Conseguenze dello sbiancamento

I coralli sbiancati continuano a vivere e se lo stress da alte temperature rientra presto la maggior parte sopravvive e riesce a ripopolare di zooxantelle i propri tessuti.
Chiaramente questi coralli saranno più vulnerabili alle malattie, avranno minori capacità riproduttive e minore crescita.
All’occhio umano un corallo che può sembrare totalmente sbiancato ritiene ancora dalle 100 alle 1000 cellule per cm2 (la densità normale è 1 – 2 * 106 cm2 ).
Senza le zooxantelle che forniscono energia i coralli sbiancati entrano in un periodo di digiuno.

Immagine al microscopio di zooxantelle (fonte: life.uiuc.edu)

Un fattore chi influenza la sopravvivenza è l’abilità del corallo di alimentarsi con plancton e altro materiale organico, traendolo dall’acqua, usando i tentacoli (eterotrofia).
I coralli contano sull’energia ricavata dalle zooxantelle per il 90% e immagazzinano energia sotto forma di lipidi (grassi). I coralli in buona salute dunque ne avranno tanto e in caso di sbiancamento utilizzeranno tali risorse, avendo dunque maggiori probabilità di sopravvivenza.
La qualità dell’acqua può avere effetti positivi o negativi sulla rigenerazione del corallo. La morte del corallo apre la porta a macro alghe frondose e filamentose che giocano un ruolo primario nell’ecosistema, a spese dei coralli.

L’abbondanza di pesci alghivori è un altro fattore critico che influenza il processo di processi di ristabilimento della salute del corallo. In situazioni in cui gli alghivori sono stati pesantemente ridotti (a causa della pesca o di malattie) le comunità di coralli hanno allungato il processo di ricrescita di oltre un decennio.

Pesci che si nutrono di alghe che proliferano sui coralli sbiancati

Conclusioni

La chimica dell’acqua influenza drasticamente la vita marina. Livelli sempre maggiori di CO2 nell’atmosfera stanno comportando la riduzione del pH con conseguente diminuzione di ioni carbonati. Tutto ciò a sua volta causa la riduzione dei tassi di calcificazione degli organismi costituenti il reef: coralli e alghe coralline.

Tratto da: Paul Marshall, Heidi Schuttenberg –“ A Reef Manager’s Guide to Coral Bleaching”- Great Barrier Reef Marine Park Authority, Townsville, Australia, 2006.