Le barriere coralline sono costituite da enormi scheletri di carbonato di calcio. Un nuovo studio, pubblicato in Progressi scientifici il 16 gennaio 2019, rivela intuizioni sul processo di calcificazione che porta alla formazione di questi scheletri. Chiarire la calcificazione dei coralli è la chiave per una comprensione più profonda e previsioni migliori di come e perché le barriere coralline rispondono ai cambiamenti ambientali come l'acidificazione degli oceani.

"Combinando la microscopia e le misurazioni del microsensore, abbiamo misurato direttamente il calcio, carbonato e pH nel sito di calcificazione in microcolonie coralline di Stylophora pistillata e ne ha derivato importanti parametri chimici del carbonato. Mostriamo che tutti i parametri misurati e derivati ​​sono più alti nel corallo che nell'acqua di mare circostante. Ciò sottolinea l'importanza dei meccanismi di concentrazione di calcio e carbonio che sono attivamente regolati dal corallo per formare il suo scheletro, ", afferma l'autore principale Duygu Sevilgen, scienziato al CSM ed ex studente di dottorato presso il Max-Planck-Institute for Marine Microbiology.

Misurare questi parametri chiave nel sito di calcificazione in campioni di corallo vivo (dove si formano i primi cristalli prima che si fondano per costruire l'enorme scheletro) è tecnicamente molto impegnativo. Precedenti studi che utilizzano microelettrodi sono stati condotti "alla cieca, " e sono stati ostacolati dall'incertezza sul corretto posizionamento dei microelettrodi nel mezzo calcificante. Come tale, la maggior parte delle conoscenze odierne si basa su firme geochimiche negli scheletri morti, piuttosto che misurazioni in coralli vivi.

Sevilgen e i suoi colleghi hanno superato queste difficoltà utilizzando la microscopia in vivo per orientare i microelettrodi nel mezzo di calcificazione, ridurre al minimo i disturbi alla fisiologia dei coralli. "Per molti anni, uno dei nostri punti di forza al CSM è stato quello di coltivare i coralli in condizioni controllate e sviluppare tecniche all'avanguardia per analizzare la fisiologia dei coralli viventi, "dice Sylvie Tambutté, direttore di ricerca presso il CSM.

Alexander Venn, scienziato senior al CSM, spiega ulteriormente:"Molti dati importanti sul fluido calcificante sono disponibili nella letteratura sui coralli. Tuttavia, i valori ottenuti con metodi diversi mostrano una grande variabilità. Come primo passo nel nostro studio, abbiamo combinato due metodi per misurare il pH (un colorante fluorescente sensibile al pH e microsensori di pH) e verificato otticamente che misuriamo nello stesso punto e allo stesso tempo. In questo modo potremmo mostrare che quando misurato nello stesso tempo e nello stesso luogo, i metodi infatti concordano, chiarire le differenze nei risultati precedenti. Ciò evidenzia l'utilità e l'importanza della verifica ottica durante l'uso dei microsensori per garantire il corretto posizionamento all'interno del corallo".

Lo studio presenta importanti intuizioni rilevanti per i futuri microsensori e approcci di modellazione che affrontano la chimica e la dinamica del carbonato durante la formazione dei cristalli di carbonato nei coralli.