Nei fiumi sotterranei e nelle grotte allagate della penisola messicana dello Yucatan, dove la tradizione Maya descriveva un fantastico mondo sotterraneo, gli scienziati hanno scoperto un mondo criptico a sé stante. Qui, il metano e i batteri che se ne nutrono costituiscono il fulcro di un ecosistema che è simile a quello che è stato trovato nelle acque fredde profonde degli oceani e in alcuni laghi, secondo una recente ricerca della Texas A&M University di Galveston, il Servizio Geologico degli Stati Uniti e un team di collaboratori dal Messico, Paesi Bassi, Svizzera e altre istituzioni statunitensi.

La ricerca, condotto da scienziati formati in immersioni in grotta in aggiunta alle loro altre competenze, è lo studio ecologico più dettagliato di sempre per un ecosistema di grotte costiere sempre sott'acqua. Infatti, gli scienziati hanno dovuto utilizzare tecniche che erano state precedentemente utilizzate dai veicoli di immersione in acque profonde per poter studiare l'ambiente.

"L'opportunità di lavorare con un team internazionale di esperti è stata per me un'esperienza straordinaria, " ha detto David Brankovits, chi è l'autore principale del documento e ha condotto la ricerca durante il suo dottorato di ricerca. studi al TAMUG. "Trovare che il metano e altre forme di materia organica disciolta per lo più invisibile sono il fondamento della rete alimentare in queste grotte spiega perché gli animali adattati alle caverne sono in grado di prosperare nella colonna d'acqua in un habitat senza prove visibili di cibo".

Lo studio è stato condotto nella rete di grotte Ox Bel Ha dello Yucatan nord-orientale, che è descritto come un estuario sotterraneo perché i passaggi delle grotte allagate contengono strati d'acqua distinti costituiti da acqua dolce alimentata dalle precipitazioni e acqua salata dall'oceano costiero. Questo complesso di estuari sotterranei copre un'area grande circa quanto la baia di Galveston, il settimo più grande estuario di superficie negli Stati Uniti.

La parte d'acqua dolce delle grotte e delle doline, che vengono utilizzati per accedere alle grotte e sono indicati localmente come cenotes, sono importanti fonti di acqua dolce per le comunità in tutto lo Yucatan. Il metano nelle grotte si forma naturalmente sotto il suolo della giungla e migra verso il basso, più in profondità nell'acqua e nelle grotte. Normalmente, tutto il metano formato nei suoli migra verso l'alto, verso l'atmosfera.

Questo pone le basi per i batteri e altri microbi che costituiscono la base per l'ecosistema delle grotte. I microbi mangiano sia il metano nell'acqua che altro materiale organico disciolto che l'acqua dolce ha portato con sé dalla superficie. I microbi quindi alimentano una rete alimentare dominata da crostacei, inclusa una specie di gamberetti adattata alle caverne che ottiene circa il 21 percento della sua nutrizione dal metano.

"I processi che stiamo studiando in questi sistemi di acque sotterranee stratificate sono analoghi a ciò che sta accadendo nell'oceano globale, soprattutto nelle zone di ossigeno minimo dove la deossigenazione è una preoccupazione crescente, "dice John Pohlman, un coautore dello studio e un biogeochimico dell'USGS il cui lavoro dei primi anni '90 ha motivato la ricerca. "Sebbene l'accesso a questi sistemi richieda una formazione specializzata e una stretta aderenza ai protocolli di sicurezza delle immersioni in grotta, rispetto alla complessità di una spedizione oceanografica, i programmi sul campo che organizziamo sono semplici ed economici."

Una scoperta sorprendente è stata l'importanza del materiale organico disciolto come il metano per la rete alimentare delle grotte. Studi precedenti avevano ipotizzato che la maggior parte del materiale organico che alimenta i microbi delle caverne provenisse dalla vegetazione e da altri detriti della foresta tropicale che si riversavano nelle caverne dai cenotes.

Però, nel profondo delle caverne, dove è stato condotto lo studio, c'è molto poco di quei detriti superficiali, quindi i microbi dipendono dal metano e dalle altre sostanze organiche disciolte che percolano verso il basso attraverso il soffitto delle grotte.

Tom Iliffe, un professore del Dipartimento di Biologia Marina del TAMUG che ha studiato la biodiversità, evoluzione e conservazione degli animali marini delle caverne da quasi 40 anni, osservazioni, "Fornire un modello per la funzione di base di questo ecosistema distribuito a livello globale è un contributo importante all'ecologia delle acque sotterranee costiere e stabilisce una linea di base per valutare come l'innalzamento del livello del mare, sviluppo turistico balneare e altri fattori di stress avranno un impatto sulla vitalità di questi luoghi senza luce, sistemi poveri di cibo".