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Le oasi dei fondali oceanici: un universo di vita estrema

Nel 1977, il batiscafo Alvin, proprietà della United States Navy, si inoltrò negli abissi al largo delle isole Galapagos nel corso di una spedizione organizzata dalla NOAA, e lì, a più di 2800 metri di profondità, scoprì un ambiente nuovo alla scienza, un ecosistema che sino ad allora non era mai stato nemmeno immaginato. alvin_dsv-2_port_bow_viewGli esploratori dell’Alvin, meravigliati e increduli di fronte a una delle scoperte più sensazionali nell’ambito dell’esplorazione oceanografica, si imbatterono in quelle che successivamente vennero definite hydrotermal vents (sorgenti idrotermali). Trattasi di ambienti estremamente ricchi da un punto di vista biologico, con numerose specie endemiche (presenti solo in quel luogo) appartenenti a diversi phyla, quali, in particolare, molluschi, vermi e crostacei. Esse sorgono in quelle zone dei fondali oceanici definite tettonicamente attive, dove cioè il movimento delle placche crea delle spaccature con fuoriuscita di magma. La lava, raffreddandosi a contatto con l’acqua (che oltre i 1000 metri scende sotto i 4°C) tende a solidificarsi creando delle strutture che si innalzano e dalle quali fuoriescono gas, solitamente metano e acido solfidrico, dando origine a un habitat del tutto apparentemente insolito per quelle profondità. Prima della scoperta delle sorgenti idrotermali, chiamate anche fumarole o camini idrotermali, si pensava che i fondali oceanici e gli abissi fossero ambienti totalmente ostili alla vita, dove le forti pressioni, le temperature rigide, la mancanza di energia solare responsabile dei processi fotosintetici e la scarsità di cibo impedissero lo sviluppo di forme di vita complesse. Inoltre, gli ambienti profondi sono stati ritenuti per molto tempo sistemi omogenei e statici, per nulla interessati da variazioni ambientali e movimenti quali possono essere ad esempio quelli dovuti alla presenza di correnti profonde. (Biologia Marina – Roberto Danovaro – 2013).hydrot-vents

I primi veri studi legati ad habitat così difficili da raggiungere hanno avuto inizio in Mediterraneo nel 1800 grazie a Edward Forbes, titolare della cattedra di storia naturale all’università di Edimburgo, e si sono successivamente ampliati con la prima spedizione oceanografica “Challenger”, che tra il 1872 e il 1876 esplorò all’incirca 70 mila miglia marine.

Particolarità dei vents è il fatto che le innumerevoli specie che vi abitano, anziché necessitare di energia solare per poter vivere, come la maggior parte degli esseri viventi, sono in grado di esistere sfruttando l’energia che proviene dai camini, un’energia chimica, grazie alla presenza di particolari batteri, in molti casi endosimbionti cioè che vivono all’interno di altre forme animali, in grado di utilizzare direttamente l’acido solfidrico allo scopo di produrre sostanza organica necessaria alla vita. In parole più semplici, i batteri funzionano al pari del sole per le piante favorendo tutta quella serie di processi biochimici indispensabili al normale svolgimento delle funzioni vitali. Anziché parlare di fotosintesi, che sfrutta dunque la luce, photos, si parla di chemiosintesi, che sfrutta l’energia chimica, chemio, derivante dai gas che fuoriescono dal fondale.

Tra i numerosi organismi che possiamo incontrare in queste oasi sottomarine, ve ne sono alcuni davvero peculiari e affascinanti. Un esempio è il bivalve gigante Calyptogena magnifica, (descritto per la prima volta nel 1980), una sorta di grossa cozza che può raggiungere i 30 cm di lunghezza, risultando in assoluto uno dei più grossi bivalvi mai scoperti.

Un altro esempio è rappresentato dal verme Riftia pachyptila, appartenente a un gruppo di invertebrati tipici delle sorgenti idrotermali, i cosiddetti Pogonofori o Vestimentiferi, organismi simili ai vermi il cui inserimento nella classificazione tassonomica ha avuto non poche difficoltà. riftia_tube_worm_colony_galapagos_2011Alcuni studiosi li fanno rientrare entrambi nel phylum degli Anellidi (al quale appartengono i vermi marini, i lombrichi e le sanguisughe), altri li considerano un unico phylum, altri ancora li definiscono gruppi distinti. Rupert Riedl, nel suo “Atlante di flora e fauna del mediterraneo”, li classifica come classe a sé stante. (Da notare, infatti, che in Mediterraneo sono state individuate 4 specie di Pogonofori del genere Siboglinium, tra i 400 e i 1000 metri di profondità, nei fondali fangosi  a ovest della Corsica).

Tuttavia, da un punto di vista prettamente morfologico, Riftia pachyptila assomiglia del tutto a un verme marino, che vive all’interno di un tubo e che supera il metro di lunghezza. Sia il bivalve sia il verme appena descritto possiedono batteri endosimbionti, che costituiscono circa il 75% della superficie branchiale, i quali utilizzano i solfuri delle sorgenti e li trasformano in solfati e altri elementi utilizzabili dall’organismo ospite. In cambio del “cibo”, il bivalve e il verme mantengono il batterio al sicuro al loro interno, trasmettendogli zolfo e ossigeno per il suo metabolismo. Si parla dunque di simbiosi mutualistica, dove entrambe le specie traggono vantaggio dalla reciproca presenza.

È datata sempre 1980 un’altra scoperta importante per la zoologia marina: Daniel Desbruyères e Lucien Laubier, due oceanografi e biologi marini francesi, identificarono una nuova specie alla scienza, l’Alvinella pompejana, un polichete della famiglia Alvinellidae, definito successivamente come uno degli organismi più termotolleranti al mondo (D.Desbruyères, L. Laubier – Oceanologica Acta, 1980). Endemico delle hydrotermal vents, localizzato dapprima al largo delle isole Galapagos e poi anche in Costa Rica, è in grado di vivere a temperature superiori ai 100°C, da sempre ritenute incompatibili con la sopravvivenza di forme multicellulari.alvinella-pompejana

Sono state ipotizzate alcune teorie sulla sua incredibile tolleranza al caldo. Tra queste, la presenza di una barriera fisica in grado di isolare il verme dal fluido caldo e meccanismi interni di raffreddamento, tali da disperdere il calore eccessivo dal corpo. (Biologia Marina – Roberto Danovaro – 2013).

Craig Cary, il biologo marino che identificò la specie in centro America in un vulcano sottomarino a 2000 metri di profondità, nel 1998 pubblicò su Nature un articolo dove descrisse le capacità termotolleranti del verme e, in particolare, il fatto che il tubo dove il verme risiede giace nel punto più caldo, mentre la testa del verme, più alta rispetto al fondale, è posta in una zona molto più fredda, dove la temperatura dell’acqua oscilla sui 22 °C. Questo permise di capire in parte che si tratta di una specie non solo termotollerante, bensì in grado di resistere a un ampio range di variazioni termiche che toccano quasi gli estremi.

Come Riftia e Calyptogena, anche A.pompejana vive in simbiosi con dei solfobatteri, nonostante, in questo caso, anziché risiedere all’interno dell’ospite, sono localizzati sulla sua superficie come esosimbionti tra le lunghe setole che ricoprono il corpo del verme.

Perché il nome pompejana? Probabilmente per il fatto che Pompei venne distrutta da un’eruzione vulcanica e questo verme vive nei pressi dei vulcani sottomarini, senza risentire affatto delle temperature così elevate.

Le oasi idrotermali rappresentano dunque degli habitat estremamente ricchi in termini di biodiversità, con circa 700 specie identificate, numero che è destinato a salire visti i notevoli passi che la scienza continua a fare giorno dopo giorno, viste le nuove ed efficientissime strumentazioni in grado di raggiungere i punti più impervi del pianeta. Quasi tutte le specie dei vents sono endemiche, e il 95% di esse era sconosciuto alla scienza prima della scoperta di tali ecosistemi. (Biologia Marina – Roberto Danovaro – 2013).

La curiosità dell’uomo non smetterà mai di esistere, le nuove scoperte sono dietro l’angolo, l’essere umano è da sempre affascinato allo spazio e a ciò che potrebbe esserci al di fuori della Terra. Ma perché, prima di uscire dal nostro pianeta, non ci si concentra sulla scoperta dello stesso?

Solo il 5% dell’ambiente marino profondo è stato superficialmente esplorato con strumenti remoti quali Rov ed ecoscandagli, mentre meno dello 0,001% dei fondali al di sotto dei 3000 metri è stato campionato. Dunque, di strada da fare ce n’è ancora tanta, l’oceano è in parte ancora un mondo a sé, difficile da raggiungere e con innumerevoli novità alla scienza che attendono solo di venire alla luce.

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