L’acidificazione dei mari nel rapporto tra ostriche e lumache

RICERCANDO ALL’ESTERO – “Tutti possiamo avere un impatto sull’ambiente ma molti non lo sanno. Anche piccoli gesti della nostra vita quotidiana possono cambiare gli equilibri sugli organismi marini. Dobbiamo proteggere certi equilibri per non tirarci addosso un boomerang”.

Nome: Camilla Campanati
Età: 28 anni
Nata a: Milano
Vivo a: Hong Kong (Cina)
Dottorato in: (in corso) biologia marina (Hong Kong)
Ricerca: Impatto dell’acidificazione degli oceani su un’interazione tra preda-predatore
Istituto: The Swire Institute of Marine Science, The University of Hong Kong (Cina)
Interessi: arrampicare, fare yoga, passeggiare, fare immersioni
Di Hong Kong mi piace: è in posizione strategica per viaggiare nel Sud Est asiatico, c’è gente che arriva da tutte le parti
Di Hong Kong non mi piace: troppa gente, pochi spazi
Pensiero: Without hard work nothing grows but weeds. (Gordon B. Hinckley)

Per capire come funziona un ecosistema non basta focalizzarsi sull’impatto della attività umane su singole specie, ma piuttosto sulla loro interazione. Inoltre è indispensabile considerare il maggior numero di fattori di stress possibile, come l’acidificazione dei mari, il riscaldamento delle acque, l’ipossia, la riduzione di salinità dovuta allo scioglimento dei ghiacci e alle piogge, l’inquinamento, la pesca eccessiva. Individuare le specie più suscettibili o i fattori con impatto maggiore rispetto agli altri permette di attuare opportune misure di conservazione o di mitigazione.

Che tipo di rapporto c’è tra l’ostrica e la lumaca di mare?

Si tratta di un’interazione preda-predatore. La preda è l’ostrica, non quella proveniente dall’acquacoltura ma quella selvatica. È chiamata l’ingegnere dell’ecosistema perché costruisce particolari strutture dove alcuni organismi si riparano dal caldo eccessivo dell’estate o da eventuali predatori e fornisce un ottimo substrato per l’attecchimento di altri organismi. Inoltre, riduce lo stress provocato dalle onde sulla costa, proteggendola così dall’erosione continua, e filtra l’acqua, ripulendola per noi. Il predatore è un gasteropode, una sorta di lumaca di mare, che ha un comportamento davvero forte perché tramite un’azione chimica e meccanica (con dei dentini che raschiano il guscio) fa un buco nella conchiglia dell’ostrica e si nutre di essa. L’attacco può durare anche una settimana, poi c’è una settimana in cui la lumaca mangia l’ostrica e infine, se l’ostrica è a controllo, quindi non stressata e ipercalorica, un’ultima settimana di “riposo” durante la quale la lumaca non necessita di nutrirsi.

Nella mia ricerca, voglio osservare le risposte fisiologiche di questi animali ai cambiamenti antropici, in particolare all’acidificazione degli oceani. Non vado a guardare solo la singola specie ma l’interazione tra le due, la loro suscettibilità e la risposta allo stress in relazione a tutto l’ecosistema.

Che impatto può avere l’acidificazione del mare su questa interazione?

Le mie osservazioni sono di due tipi, sul campo e in laboratorio. Sul campo guardo principalmente la densità di popolazione di una specie e dell’altra e come interagiscono tra loro. Gli esperimenti in laboratorio consistono invece nel riprodurre il sistema intertidale (cioè la zona della costa esposta alla marea, quindi in parte in superficie e in parte sommersa) e nel mimare variazioni di pH. A questo punto, valuto le eventuali alterazioni sulla lumaca e sull’ostrica separatamente e sulla predazione in generale. Spesso si tende a sottostimare l’impatto del cambiamento climatico su queste relazioni ma se non c’è una conseguenza diretta su un organismo non vuol dire che questo non subisca alterazioni. Basti pensare a cosa succede, per esempio, al suo cibo: se è più suscettibile e non ce la fa a sopravvivere allora quell’organismo dovrà cambiare dieta e questo può sconvolgere l’equilibrio che si è creato all’interno dell’ecosistema.

A livello dell’animale, invece, quali sono gli effetti?

Bisogna prendere in considerazione vari fattori. Innanzitutto la composizione della conchiglia: lumaca e ostrica hanno gusci diversi e, per esempio, l’aragonite di cui è fatta la conchiglia delle larve di ostrica si dissolve prima della calcite. Quindi in parte c’è la questione della composizione minerale, di quanta materia organica ricopre l’animale e quanto questa riesce a proteggerlo dall’acidificazione.

In parte c’è il fattore del metabolismo dell’organismo, quanta energia può spendere per prendere minerali dall’acqua e rimpiazzare quelli dissolti. Immaginiamo una torta di energia: una fetta va per la sopravvivenza, una per la crescita, una per la riproduzione e così via. Se un organismo spende più energia nella calcificazione e nella crescita probabilmente ne avrà meno per riprodursi. È questione di compensazione. Molti ricercatori stanno cercando di capire perché alcuni animali fanno più difficoltà a costruirsi le conchiglie rispetto ad altri.

In che modo si riescono a stabilire gli effetti dell’acidificazione?

Per valutare la conchiglia si usa un microscopio a scansione elettronica, che mostra ad altissima risoluzione come sono fatti e che direzione hanno i cristalli. Analizzo sia larve sia organismi adulti.
In condizioni normali ci sono diversi piani minerali, alcuni in verticale e altri in orizzontale; sotto acidificazione, o comunque sotto stress antropici, i minerali vengono assemblati in maniera distorta e questo ha un effetto negativo sulla forza della conchiglia, l’elasticità e la resistenza alla compressione.

Per quanto riguarda il metabolismo, si va a vedere il consumo di ossigeno, perché se un organismo è tranquillo consuma poco ossigeno. Usiamo dei vasetti dotati di specifici sensori, ciascuno con un numero preciso di larve, e inseriamo una particolare sonda che lavora a raggi UV.

Che risultati hai raggiunto?

Le larve della preda sembrerebbero più forti delle larve del predatore. Le conchiglie delle larve delle ostriche si dissolvono a pH molto bassi intorno a 7,6 (NdR: il pH normale dell’acqua è circa 8,1) ma a livelli moderati (circa 7,8) riescono a calcificare, probabilmente usando più energia.

Le larve delle lumache, invece, hanno delle specie di microgranuli sopra la conchiglia, la cui funzione non è del tutto chiara ma si pensa diano forza alla struttura. Questi microgranuli non sono calcificati attivamente ma l’animale li prende passivamente dalla precipitazione dei minerali presenti nell’acqua. A livelli di acidificazione troppo alti, questi granuli non riescono a depositarsi nell’acqua e non sono quindi a disposizione della lumaca.
Quindi, anche se l’acidificazione influenza la conchiglia di entrambi gli animali, la dissoluzione sembra essere più severa sulla lumache.

Attualmente sto testando un’altra ipotesi che riguarda lo stadio giovanile delle ostriche e le spine presenti sulla parte distale della conchiglia. Si tratta di strutture calcificate la cui funzione potrebbe anche essere anti predatoria.

Quali sono le prospettive future del tuo lavoro?

Con i dati che sto ottenendo potremo fornire informazioni utili a chi si occupa di modellistica e di dinamica delle popolazioni. Mi piacerebbe confermare le mie ipotesi anche su altri modelli: ci sono diversi metodi di predazione, oltre a quello della lumaca che studio, e ciascuno di essi stimola la preda a sviluppare specifiche tecniche di difesa. Per esempio, contro la lumaca che fa il buco la preda cercherà di costruirsi una conchiglia più spessa; contro il granchio che la schiaccia ci vorrà una conchiglia più resistente alla compressione meccanica; contro la stella di mare che usa la forza per aprire la conchiglia converrebbe avere un muscolo potente per tenere unite le due valve. Sarebbe bello comparare tutti questi modelli per cercare di capire cosa succederà in futuro ad alte concentrazioni di CO₂.

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