Le cozze sono frutti di mare popolari nel nord della Germania. Cozze nei loro gusci blu-neri, si trovano nelle regioni di marea delle zone costiere. Come molte creature negli oceani, che si proteggono con un guscio calcareo dai predatori, le cozze sono minacciate dalla crescente acidificazione dell'acqua di mare causata dall'assorbimento di ulteriore anidride carbonica dall'atmosfera che si dissolve nell'acqua di mare. Le cozze sono molto sensibili a un calo del pH nelle prime fasi della vita. Una ragione importante per questo è l'enorme tasso di calcificazione nello stadio larvale:tra il primo e il secondo giorno di vita formano un guscio calcificato, che corrisponde al peso del resto del corpo. Questo processo è studiato da scienziati di Kiel e pubblicato sulla rivista internazionale Comunicazioni sulla natura .

"Per la prima volta, abbiamo utilizzato due metodi diversi per comprendere la calcificazione di larve con guscio di uno o due giorni per stimare la loro sensibilità ai cambiamenti climatici", spiega Kirti Ramesh, primo autore dello studio e dottorando nel gruppo di Ecofisiologia presso GEOMAR e presso la Scuola Integrata di Scienze Oceaniche (ISOS) del Cluster di Eccellenza "The Future Ocean". "Con l'aiuto di coloranti fluorescenti e tecniche di microscopia specializzate, siamo stati in grado di monitorare la deposizione di carbonato di calcio nelle larve viventi e mostrare che il carbonato di calcio non si forma a livello intracellulare, come si pensava in precedenza. È più probabile che il calcio venga acquisito direttamente dall'acqua di mare e trasportato al guscio tramite specifiche proteine ​​di trasporto. Quindi, molto vicino al guscio, avviene la formazione di carbonato di calcio", spiega Kirti Ramesh.

Nella seconda fase, il team ha studiato le condizioni abiotiche direttamente sotto il guscio. Con minuscoli microelettrodi di vetro, calcio, pH e carbonato sono stati misurati in larve che misuravano solo decimi di millimetro. "Per la prima volta, abbiamo potuto dimostrare che le larve di mitilo sono in grado di aumentare il pH e la concentrazione di carbonato al di sotto del guscio, che poi porta a tassi di calcificazione più elevati", spiega il dottor Frank Melzner, Responsabile del gruppo di lavoro sull'ecofisiologia presso GEOMAR. "Però, all'aumentare dell'acidificazione, diminuiscono anche i valori di pH al di sotto del guscio, che porta a tassi di calcificazione ridotti e, a concentrazioni di CO2 molto elevate, si verifica la dissoluzione del guscio e un aumento della mortalità", "Melzner continua. Tuttavia, è interessante, che i gusci si dissolvono solo a valori di pH molto bassi. Ciò suggerisce che i costituenti organici del guscio di cozza larvale contribuiscono alla resistenza alla dissoluzione.

"Con questi risultati, possiamo stabilire una relazione diretta tra il tasso di calcificazione delle cozze e la chimica dei carbonati dell'acqua di mare, " spiega il Prof. Dr. Markus Bleich, Direttore dell'Istituto di fisiologia dell'Università di Kiel. Secondo Bleich, la ragione dell'elevata sensibilità delle larve di mitilo all'acidificazione è la limitata capacità di regolazione ionica delle larve di mitilo.

Qual è il prossimo? "Utilizzeremo metodi genetici e proteomici per studiare quali proteine ​​svolgono un ruolo nel trasporto di calcio e carbonato, e quali sostanze organiche nel guscio aumentano la loro resistenza alla dissoluzione. I risultati del nostro laboratorio mostrano che alcune popolazioni di mitili, soprattutto dal Mar Baltico, sono più tolleranti all'acidificazione degli oceani. "Riteniamo che la chiave per una maggiore resistenza alla dissoluzione dei gusci di cozze risieda nella variazione dei costituenti organici del guscio", dice Melzner. Popolazioni più tolleranti potrebbero finalmente essere le vincitrici del cambiamento climatico.