, Istituto australiano di scienze marine

Le barriere coralline di tutto il mondo sono state drasticamente modificate negli ultimi decenni. Le attività umane hanno contribuito alla moria di massa dei coralli negli oceani tropicali.

Si prevede che il degrado dei coralli della barriera corallina peggiori con le attuali traiettorie climatiche, ma il nostro lavoro mostra che la maggior parte delle spugne di barriera è abbastanza resistente da tollerare le condizioni climatiche previste per il 2100.

Nella nostra ultima ricerca, esaminiamo come potrebbero funzionare le barriere coralline future che includono più spugne rispetto agli attuali ecosistemi dominati dai coralli.

Spugne sulle barriere coralline

Sulla Grande Barriera Corallina, la quantità di corallo vivente è diminuita negli ultimi 30 anni. Gli eventi ricorrenti di sbiancamento stanno avendo un profondo impatto sull'ecologia dei sistemi di barriera corallina e sulle risorse che le barriere coralline possono fornire all'uomo.

Le spugne marine si trovano negli oceani di tutto il mondo. Sono tra i più antichi organismi multicellulari conosciuti e sono apparsi per la prima volta nei reperti fossili circa 580 milioni di anni fa.

In questa lunga storia evolutiva, le spugne hanno sperimentato una serie di condizioni ambientali e hanno mostrato una notevole persistenza per sopravvivere all'estinzione di massa della fine del Triassico, circa 200 milioni di anni fa. Mentre le spugne si trovano in ambienti di acque basse e profonde dai tropici ai poli, sono particolarmente importanti sulle barriere coralline. Là, i filtratori costituiscono un collegamento critico tra il fondale marino e il corpo sovrastante di acqua di mare.

Le spugne pompano grandi quantità di acqua e rimuovono i batteri, plancton e cibo disciolto. Mantengono inoltre partnership simbiotiche con diverse comunità di microrganismi che possono fornire loro nutrienti e metaboliti secondari che rafforzano la loro difesa contro i predatori e le infezioni.

Tolleranza alla spugna e super larve

L'ultimo rapporto dell'Intergovernmental Panel on Climate Change suggerisce risultati molto diversi per le barriere coralline con un aumento di 1,5°C o 2,0°C della temperatura dell'acqua di mare. Anche se riusciamo a mantenere il riscaldamento dell'oceano a 1,5°C, i coralli saranno comunque seriamente colpiti.

Però, abbiamo dimostrato che molte specie di spugne sono più tolleranti dei coralli agli impatti del cambiamento climatico. Pensiamo che le spugne potrebbero essere i futuri "vincitori" delle barriere coralline.

Il nostro lavoro ha esplorato la tolleranza di quattro specie di spugne della Grande Barriera Corallina al riscaldamento degli oceani e ai livelli di acidificazione degli oceani previsti per il 2100. Tutte le specie non sono state influenzate da scenari di cambiamento climatico moderato in cui abbiamo aumentato la temperatura di 1,5°C. Però, le condizioni ambientali previste negli scenari più estremi (aumento della temperatura di 4°C) hanno avuto effetti negativi significativi in ​​alcune specie.

Mentre le temperature più elevate possono ridurre la salute e la sopravvivenza di alcune specie di spugne, l'acidificazione degli oceani sembra generalmente avere effetti trascurabili. La ricerca condotta presso gli sfiati naturali dell'anidride carbonica conferma anche la tolleranza complessiva al pH di molte specie di spugne.

Il nostro lavoro sperimentale ha mostrato che le risposte agli effetti combinati del riscaldamento e dell'acidificazione degli oceani variano tra i diversi tipi di spugne. Mentre l'acidificazione ha esacerbato l'effetto del riscaldamento nelle specie di spugne che si nutrono di plancton, ha mitigato l'effetto di riscaldamento nelle specie con simbionti fotosintetici.

Le spugne rispondono in modo diverso durante le fasi della loro storia di vita. Larve della spugna abbondante Rhopaloeides odorabile hanno una soglia termica di 4°C superiore a quella dei genitori. Sopravvivenza e insediamento delle larve della comune spugna di barriera Carteriospongia foliascens non sono influenzati dalle previsioni del cambiamento climatico nel caso peggiore.

Questi risultati suggeriscono che le spugne hanno una capacità intrinseca di tollerare i cambiamenti climatici, ma che questa tolleranza non viene mantenuta nelle popolazioni adulte.

Resilienza della spugna

Nella nostra ricerca più recente, abbiamo esplorato i potenziali meccanismi alla base della tolleranza della spugna al riscaldamento e all'acidificazione. Abbiamo misurato la composizione di lipidi e acidi grassi in specie di spugne con diverse sensibilità ambientali. Abbiamo scoperto che le spugne con maggiori proporzioni di lipidi di riserva e alcuni acidi grassi polinsaturi a catena lunga erano più resistenti al riscaldamento.

Questi lipidi e acidi grassi specifici probabilmente preservano la funzione della membrana cellulare e altri processi cellulari di fronte allo stress termico. Un'ulteriore esplorazione di come le spugne alterano i loro lipidi di membrana in risposta all'aumento delle temperature hanno rivelato un potenziale meccanismo attraverso il quale l'acidificazione degli oceani può aumentare la resistenza allo stress termico aumentando la produzione di steroli stabilizzanti la membrana. La nostra ricerca mostra che i lipidi e gli acidi grassi sono una componente importante del modo in cui le spugne rispondono e possono supportare la loro sopravvivenza negli oceani futuri.

Come potrebbe funzionare una barriera corallina di spugne

Le barriere coralline dominate dalle spugne funzioneranno probabilmente in modo molto diverso rispetto ai sistemi esistenti dominati dai coralli. Scogliere dove le spugne sono già i taxa più abbondanti sono state segnalate dall'Indonesia e dal Pacifico centrale. Alcuni ricercatori considerano anche molte barriere coralline caraibiche per lo più dominate da spugne.

Ricerche recenti hanno modellato come funzionerebbero gli ecosistemi della barriera corallina con una maggiore abbondanza di spugne. Ha evidenziato la necessità di comprendere meglio come i cambiamenti nel gruppo dominante di organismi di barriera potrebbero alterare le reti trofiche marine. Sebbene sia improbabile che le barriere coralline dominate da spugne forniscano agli esseri umani le stesse risorse delle barriere coralline, offrono habitat e cibo per alcune specie di barriera. Sono anche responsabili del riciclaggio dei nutrienti e contribuiscono alla complessità strutturale che dovrebbe avere effetti positivi sulla biodiversità della barriera corallina.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.