Conosciamo tutti i punti di non ritorno, quando si attraversa quella che potrebbe sembrare una soglia minore può portare a risultati drasticamente diversi:il favorito del Super Bowl che cade all'ultimo posto con un infortunio a un singolo guardalinee, una piantina di pomodoro che si innalza verso il cielo nel momento in cui supera i confini ombrosi del suo vaso di terracotta.

Ora, uno studio condotto da ricercatori del Virginia Institute of Marine Science di William &Mary identifica un punto di svolta negli sforzi di ripristino delle ostriche, in cui le scogliere ricostruite per raggiungere un piede o più sopra il fondo si sviluppano in sane, ecosistemi autosufficienti, mentre quelli ricostruiti ad altezze inferiori vengono rapidamente ricoperti e poi interrati dai sedimenti.

Lo studio, l'articolo di approfondimento nel numero del 6 novembre di Serie sui progressi dell'ecologia marina , è co-autore dell'ex VIMS Ph.D. studentessa Allison Colden insieme ai professori VIMS Rob Latour e Rom Lipcius. È il secondo articolo pubblicato dai ricercatori VIMS sulla prestigiosa rivista nell'ultimo mese.

freddo, ora scienziato della pesca del Maryland per la Chesapeake Bay Foundation, dice, "Identificare la risposta soglia delle popolazioni di ostriche all'altezza della barriera corallina fornisce approfondimenti critici sul degrado e la perdita delle barriere coralline di ostriche della baia. Comprendere questa risposta e i suoi meccanismi sottostanti può aiutare i gestori a sfruttare al meglio le risorse limitate non sovraccaricando, massimizzando la probabilità di successo del restauro." Le barriere coralline di ostriche restaurate sono in genere costruite utilizzando conchiglie fossili o riciclate, entrambi scarseggiano.

I ricercatori affermano che i loro risultati possono aiutare a spiegare la perdita di ostriche e migliorare gli sforzi di ripristino delle ostriche non solo nella baia ma in tutto il mondo. Le popolazioni di ostriche autoctone sono diminuite in tutto il mondo durante l'ultimo secolo a causa della pesca eccessiva, inquinamento da nutrienti, malattia, e habitat degradato, con importanti ricadute economiche ed ecologiche.

La ricerca del team si basa su diversi studi recenti che hanno identificato l'altezza della barriera corallina come un fattore chiave per il successo o il fallimento del ripristino. Ma, dice Lipcio, "nessuno aveva quantificato l'elevazione della soglia alla quale diverge la traiettoria di una barriera corallina, o identificato i meccanismi coinvolti."

Per rispondere a queste domande, gli scienziati hanno utilizzato il guscio di ostrica per costruire 24 barriere coralline sperimentali in 4 siti nei fiumi Great Wicomico e Lynnhaven, affluenti della baia di Chesapeake in Virginia. Hanno costruito le barriere coralline a 6 diverse altezze, da 5 centimetri a mezzo metro sopra il pavimento della baia, una gamma di elevazioni tipicamente utilizzata nelle attività di ripristino o ripopolamento delle ostriche nella baia.

Hanno poi osservato queste barriere a 8 mesi e 2 anni dopo la costruzione, utilizzando una videocamera su un veicolo telecomandato. Hanno anche misurato la densità delle ostriche, il tasso di deposizione dei sedimenti, e "rugosità, " una misura della complessità della superficie. Le barriere coralline sane hanno molti angoli e fessure, che riparano le larve di ostrica e altri piccoli animali da correnti e predatori, generando turbolenze che aiutano a mantenere i sedimenti lontani dalla superficie della barriera corallina.

"Il nostro campionamento video ha mostrato che le condizioni della barriera corallina sono cambiate quasi immediatamente, entro 2 mesi dalla costruzione, " dice Colden. "Sulle scogliere inferiori, i sedimenti seppellirono rapidamente le conchiglie, in particolare intorno ai margini della barriera corallina. Sulle scogliere più alte, abbiamo visto una conchiglia emergente, tante giovani ostriche, e bassi livelli di sedimentazione."

Il punto di svolta o soglia tra questi due stati era di 0,3 metri, circa un piede. Le barriere coralline costruite a questa altezza o superiori avevano densità di ostriche 3,5 volte maggiori delle barriere coralline inferiori, e le densità sui banchi più alti generalmente aumentarono nel tempo. Le densità sulle barriere coralline inferiori tendevano a diminuire in una gamma di tassi di sedimentazione, con la maggior parte di queste barriere alla fine scomparendo sotto una coltre di sedimenti.

"Abbiamo scoperto che la relazione tra la densità delle ostriche e l'altezza della barriera corallina non era lineare, " dice Lipcius. "I tassi di deposizione dei sedimenti diminuivano esponenzialmente con l'aumentare dell'altezza della barriera corallina, mentre la rugosità aumentava."

I ricercatori attribuiscono queste osservazioni a feedback positivi tra la struttura della barriera corallina, flusso d'acqua, e le conseguenti dinamiche di popolazione.

"Più alto è il reef sopra il fondo del mare, meno spazio c'è per far scorrere l'acqua tra esso e la superficie, " dice Colden. "Questo fa scorrere l'acqua più velocemente, che impedisce ai sedimenti di accumularsi sulle ostriche, fornisce loro molto plancton da filtrare, e aiuta a mantenere gli angoli e le fessure che ospitano le larve di ostriche e altri invertebrati."

I ricercatori affermano che la relazione tra l'altezza della barriera corallina e la persistenza aiuta anche a spiegare come le pressioni sulla raccolta abbiano portato alla scomparsa delle popolazioni di ostriche autoctone durante il XX secolo.

"Le dinamiche di soglia che abbiamo osservato aiutano a spiegare la perdita storica degli habitat della barriera corallina lungo la costa atlantica, " dice Lipcius. " Rompendo la struttura della barriera corallina e rimuovendo le conchiglie insieme alle ostriche vive, tecniche di raccolta come il dragaggio e la pinzatura idraulica hanno ridotto l'altezza della barriera corallina al di sotto della soglia critica, spostando le barriere coralline da una traiettoria persistente a una degradante".

Guardare avanti, i ricercatori affermano che i loro risultati indicano che le barriere coralline ripristinate dovrebbero estendersi per almeno 0,3 metri sopra il fondo, e dovrebbe essere vietato la raccolta a meno che i gestori non possano garantire che le barriere coralline rimangano al di sopra della soglia di altezza della barriera corallina in condizioni di raccolta.