Le spugne sono filtratrici che vivono sul particolato, ma possono anche ingerire frammenti microscopici di plastica e altri inquinanti di origine antropica. Possono quindi fungere da utili bioindicatori della salute degli ecosistemi marini.

L'inquinamento degli oceani del mondo dovuto all'apporto antropico di plastica e altri rifiuti industriali rappresenta una minaccia crescente per la vitalità degli ecosistemi marini. E poiché tali inquinanti si accumulano nei pesci, crostacei e molluschi, entrano nella catena alimentare e possono essere ingeriti dai consumatori umani. Le microparticelle con dimensioni inferiori a 5 mm presentano un problema particolarmente insidioso. Questa classe di inquinanti comprende microplastiche e fibre tessili, così come sostanze chimiche sintetiche presenti in prodotti di consumo come detergenti per la casa e cosmetici. È quindi imperativo sviluppare metodi per quantificare l'entità della minaccia al fine di sviluppare misure efficaci per mitigarla. In una nuova pubblicazione sulla rivista Inquinamento ambientale , un gruppo di ricerca guidato dal Professor Gert Wörheide (Dipartimento di Scienze della Terra e dell'Ambiente, e GeoBio-Center) mostra che le spugne marine hanno un grande potenziale come bioindicatori per il monitoraggio degli inquinanti microscopici nei mari.

Le spugne sono a volte indicate come gli aspirapolvere dell'oceano. Si nutrono di minuscole particelle sospese nelle correnti, filtrandoli dall'acqua di mare che passa attraverso i loro tessuti altamente porosi, che in molte specie sono supportati da scheletri mineralizzati. Per valutare la loro utilità come bioindicatori per gli inquinanti microparticellari, Wörheide e colleghi hanno studiato 15 campioni di un tipo di spugne mineralizzate appartenenti alla classe nota come "demospugne" provenienti da una barriera corallina al largo della costa dell'isola di Bangka nelle Sulawesi settentrionali (Indonesia). "Abbiamo scelto questo sito perché il sud-est asiatico è un punto caldo per gli inquinanti plastici negli oceani, " dice Elsa B. Girard, autore principale dello studio. Girard si è recentemente laureato al Master in Geobiology and Paleobiology presso LMU, e il suo contributo alla carta faceva parte della sua tesi di Master. "Alla luce dell'impatto del riscaldamento globale, e l'eccessivo sfruttamento delle risorse marine, le specie di spugne locali potrebbero fungere da utili biomonitor dei microinquinanti, e aiutarci a sviluppare misure appropriate per ridurre gli effetti deleteri di queste sostanze sulle comunità della barriera corallina, " spiega.

In collaborazione con gli specialisti della Collezione statale mineralogica SNSB di Monaco di Baviera e del Dipartimento di Chimica e Centro per le nanoscienze (CeNS) della LMU, i biologi hanno utilizzato due metodi innovativi per esaminare i campioni raccolti dalla barriera corallina. Con l'aiuto della microscopia di eccitazione a due fotoni (TPE), hanno confermato che le spugne incorporano effettivamente microparticelle nei loro tessuti. Quindi hanno usato la spettroscopia Raman per caratterizzare la natura delle particelle stesse. I dati ottenuti con la seconda tecnica hanno rivelato la presenza di non meno di 34 diversi tipi di microparticelle nei tessuti spugnosi. Lo spettro variava da materie plastiche come il polistirene al cotone e al biossido di titanio (TiO ₂ ). TiO ₂ è usato in coloranti e vernici, oltre ad essere un componente delle lozioni solari. Per di più, la variazione nella composizione delle microparticelle nei diversi campioni sembra riflettere le variazioni spaziali del tipo di particelle nell'acqua circostante.

I ricercatori hanno rilevato tra le 90 e le 600 particelle per grammo di tessuto essiccato nei loro campioni di spugna. "Dato che le spugne possono pesare fino a diverse centinaia di grammi, stimiamo sulla base di questi risultati che ciascuno può accumulare più di 10, 000 particelle, ", afferma Wörheide. "Questo li rende candidati promettenti per il compito di monitorare i livelli di inquinamento da microparticelle antropogeniche negli oceani". Ad eccezione dei molluschi, poche altre specie hanno le proprietà richieste dai bioindicatori marini. Secondo gli autori dello studio, le spugne hanno molte altre "qualifiche" per il lavoro. Sono abbondanti e sono continuamente attivi come filtratori. Inoltre, le misurazioni dei livelli di inquinamento possono essere effettuate su campioni di tessuto (biopsie) senza compromettere la vitalità degli organismi.