I coralli sono animali marini invertebrati appartenenti al phylum degli Cnidaria, classe Antozoi. Il nome “Anthozoa” deriva dal greco e significa “fiori animali”. Infatti, i coralli hanno un aspetto che ricorda i fiori terrestri. Agli Antozoi appartengono circa seimila specie, sia solitarie che coloniali. Sebbene i coralli siano percepiti come un singolo organismo, in realtà sono formati da migliaia di individui identici chiamati polipi. I coralli popolano le acque costiere tropicali, gli atolli e le barriere coralline. Prediligono acque molto luminose e calde, ma non eccessivamente. Sono molto sensibili sia all’aumento delle temperature che all’inquinamento. Proprio questi due fenomeni contribuiscono allo sbiancamento dei coralli.
Il matrimonio metabolico tra coralli e dinoflagellati
Alcuni coralli vivono in simbiosi con piccoli organismi unicellulari chiamati dinoflagellati. Nel gergo comune, quest’ultimi, sono spesso indicati come zooxantelle. La simbiosi è una sorta di ‘matrimonio metabolico’ tra due organismi differenti. Ogni centimetro quadrato di tessuto del corallo ospita, al suo interno, circa due milioni di organismi simbionti. Si parla allora di endosimbiosi mutualistica. Che significa? L’endosimbiosi è una particolare forma di simbiosi nella quale un organismo vive all’interno di un altro. Per mutualismo, invece, si intende che da questa convivenza traggono beneficio entrambi gli organismi. In particolare, essendo i dinoflagellati organismi fotosintetici forniscono ai coralli ossigeno e altri prodotti derivanti dalla fotosintesi. Invece, i coralli forniscono loro sostanze nutritive come i fosfati, i nitrati e l’anidride carbonica.
Sbiancamento dei coralli: tra le cause l’aumento delle temperature e lo stress luminoso
L’aumento delle temperature e lo stress luminoso compromettono gli organismi simbionti. Di conseguenza i coralli impallidiscono, cioè perdono il proprio colore diventando bianchi. Ecco perché si parla di sbiancamento dei coralli.
Cosa causa lo sbiancamento? All’origine di questo fenomeno ci sono varie risposte cellulari e fisiologiche attivate dai dinoflagellati quando percepiscono i cambiamenti ambientali. In particolare, questi piccoli organismi perdono i pigmenti fotosintetici che, a loro volta, restano intrappolati all’interno delle cellule dei coralli che li ospitano. I dinoflagellati non possono più fare la fotosintesi e nutrirsi e così muoiono.
Di conseguenza, muoiono anche i coralli perché perdono i prodotti della fotosintesi, tra cui l’ossigeno, che gli veniva procurato proprio dai dinoflagellati. Questi processi fanno sì che il corallo appaia marrone chiaro, blu o rosa “fluorescente”. Sono questi i colori reali del corallo, senza i suoi endosimbionti. Il colore dei coralli è infatti dovuto, nella maggior parte dei casi, proprio ai pigmenti fotosintetici presenti in specifiche cellule degli organismi ospiti (cellule capaci di assumere diverse colorazioni in base alla lunghezza d’onda della luce che le colpisce). Infine, il corallo appare bianco quando i tessuti scompaiono del tutto e resta solo lo scheletro. I tessuti morenti, infatti, sono colonizzati dai microbi che finiscono di degradarli alterando anche la struttura tridimensionale del corallo.
Sbiancamento dei coralli e sopravvivenza della barriera corallina
Lo sbiancamento dei coralli è causato dalla perdita dei dinoflagellati e del nutrimento che questi gli forniscono. Non solo. Le cellule endosimbionti, ormai morte, trattenute dal corallo producono radicali dell’ossigeno. Questi composti sono dannosi e influenzano le risposte dei coralli alle variazioni della temperatura e della luce, soprattutto quando queste superano i limiti fisiologici, e cioè sopportabili.
Come conseguenza del danneggiamento di cellule e tessuti, il corallo non riesce più a filtrare il cibo dalla colonna d’acqua. Nel tempo le sue riserve di energia per la riproduzione si riducono.
Quali sono le conseguenze?
Tra le conseguenze dello sbiancamento dei coralli ci sono la ridotta crescita e riproduzione delle colonie ma anche una maggiore mortalità. Inoltre, può verificarsi la perdita della struttura tridimensionale dell’ intera barriera corallina e la sua trasformazione in un sistema formato soprattutto da alghe.
La diminuzione dei coralli porta alla riduzione della diversità anche delle altre specie che vivono nella barriera corallina.
Se le condizioni ambientali migliorano subito dopo l’inizio dello sbiancamento, la mortalità dei coralli potrebbe essere minima. Tuttavia, lunghi periodi con elevate temperature dell’acqua possono portare a un’estesa mortalità di varie specie di coralli.
Sbiancamento dei coralli: cosa succede a livello molecolare
Quando la temperatura aumenta i coralli attivano una serie di risposte. Lo sbiancamento è solo l’ultimo stadio. Inizialmente, per fronteggiare lo stress termico, i coralli attivano varie risposte molecolari, cellulari e fisiologiche per provare a controllare, regolare e rispondere alle temperature elevate. Sia il corallo che i dinoflagellati, infatti, producono delle proteine chiamate “proteine dello stress” la cui funzione è quella di proteggere le cellule dai danni. Inoltre, producono anche enzimi antiossidanti utile a prevenire i danni cellulari causati dai radicali dell’ossigeno. Queste risposte riducono l’accumulo di stress termico ma non lo eliminano del tutto. In questo modo, i coralli provano a rallentare lo sbiancamento.
Il corallo produce anche dei pigmenti fluorescenti per limitare il danno provocato dall’eccesso di luce.
Perché i coralli muoiono?
L’aumento delle temperature, oltre il limite tollerato, può portare ad una rapida morte dei coralli. Quello che avviene si potrebbe paragonare ad un colpo di calore.
Tuttavia, la morte può sopraggiungere anche più lentamente a seguito della perdita degli endosimbionti. In questo caso i coralli muoiono di fame.
Eventi di sbiancamento dei coralli: locali, di massa o globali
Per sbiancamento dei coralli si intende la perdita di colorazione a livello di habitat. Quest’ultimo è l’ambiente naturale in cui vivono tutti gli organismi della stessa specie. Dunque, si tratta di un evento localizzato e reversibile in tempi brevi (settimane o mesi).
L’ evento di sbiancamento di massa dei coralli, invece, è geograficamente più esteso. Si verifica a causa di cambiamenti ambientali estremi a livello regionale. I suoi effetti dipendono dall’intensità e dalla durata delle alte temperature del mare e dalla sensibilità della barriera corallina.
Lo sbiancamento globale dei coralli si riferisce a eventi consecutivi di sbiancamento dei coralli in regioni geografiche distinte. Spesso è associato ad uno stesso fenomeno metereologico. Un esempio è El Niño: un fenomeno climatico periodico che provoca un forte riscaldamento delle acque superficiali dell’oceano Pacifico centro-meridionale e orientale.
Il primo evento di sbiancamento dei coralli è stato osservato sulle barriere coralline di tutto il mondo all’inizio degli anni ’80 del secolo scorso. Da allora è stato segnalato sempre più spesso. I ricercatori ne conoscono molto bene le cause. I responsabili, ancora una volta, sono l’inquinamento antropico e l’aumento delle temperature degli oceani di tutto il mondo.
Bibliografia:
- Ainsworth TD, Brown BE. Coral bleaching. Curr Biol. 2021 Jan 11;31(1):R5-R6. doi: 10.1016/j.cub.2020.10.048. PMID: 33434489
Crediti immagini:
- Immagine in evidenza: https://www.pexels.com/it-it/foto/foto-di-creature-acquatiche-3129555/
- Figura 1 : Ainsworth and Brown., 2021
- Figura 2 : Ainsworth and Brown., 2021
