Effetti del basso ossigeno sulla vita marina

L'Ossigeno disciolto (DO) è fondamentale per la vita negli ambienti marini costieri. Aiuta gli animali marini a respirare ed è costantemente scambiato tra l'acqua e gli organismi. Tuttavia, la quantità di DO nell'acqua salata può variare molto. In alcune zone, può essere normale un momento e bassissimo l'attimo dopo, specialmente in certi momenti della giornata o della stagione. Per esempio, nelle barriere coralline, i livelli di DO possono scendere di notte e rimanere bassi per ore, in particolare d'estate quando l'acqua calda può contenere meno ossigeno.

Livelli bassi di DO, noti come ipossia, possono verificarsi in habitat di barriera bassa che non ricevono molto flusso d'acqua. Quando gli animali marini respirano, consumano l’ossigeno disponibile, il che può portare a ipossia se non viene rapidamente ripristinato. Questo problema si vede anche lungo le coste continentali, dove i nutrienti provenienti dalla terra e le acque più profonde possono creare zone a bassa ossigeno che possono durare giorni, o addirittura essere permanenti. Quando i livelli di DO calano, può essere difficile per gli animali marini, specialmente quelli che vivono vicino al fondo marino, poiché potrebbero affrontare carenze di ossigeno più gravi.

Le creature marine costiere, come gli invertebrati, hanno sviluppato diversi modi per sopravvivere in situazioni di bassa ossigeno. Alcuni tipi di animali marini, come le anemoni di mare, sono particolarmente bravi a gestire queste condizioni difficili. Possono prosperare in aree costiere poco profonde che spesso sperimentano bassi livelli di ossigeno, anche se i dettagli specifici su come riescono ad essere resilienti non sono completamente compresi. D'altra parte, i coralli tropicali sono generalmente più sensibili all'ossigeno basso. Tuttavia, ci sono alcune specie di coralli che possono mantenere i loro processi vitali anche quando l'ossigeno è basso, mostrando una certa resilienza a questo stress.

Mentre gli animali marini adulti possono avere modi per sopravvivere a bassi livelli di ossigeno, non è chiaro se le fasi giovanili possano gestire queste condizioni. Le prime fasi di vita di molti animali marini sono spesso più vulnerabili ai cambiamenti nel loro ambiente. I ricercatori stanno cercando di scoprire come diverse specie marine, specialmente i coralli e i loro parenti, rispondono a bassa ossigeno durante queste fasi critiche della vita.

#Strategie riproduttive nei Cnidari

Gli animali marini, come i coralli e le anemoni, si riproducono in vari modi. Alcuni hanno individui maschili e femminili separati, mentre altri possono avere entrambe le caratteristiche. Possono riprodursi rilasciando uova e spermatozoi nell'acqua o sviluppando i giovani internamente. I piccoli, chiamati larve, sono solitamente piccolini e galleggiano nell'acqua fino a quando non trovano una superficie adatta su cui stabilirsi e crescere fino a forme adulte.

L’ossigeno gioca un ruolo importante nello sviluppo di queste larve. È vitale per la loro respirazione e altre funzioni biologiche. Bassi livelli di ossigeno possono ostacolare la loro crescita e sviluppo. I ricercatori sono interessati a capire come diversi tipi di animali marini gestiscono condizioni di bassa ossigeno durante le loro prime fasi di vita. Studiando come le larve di diverse specie reagiscono a bassi livelli di ossigeno, gli scienziati sperano di prevedere come queste specie affronteranno gli oceani in cambiamento del futuro.

#Impatto dell'ipossia su larve e giovanili

Durante uno studio, i ricercatori hanno esaminato come le condizioni di bassa ossigeno influenzassero lo sviluppo di tre tipi di animali marini: un’anemone di mare, una Specie di corallo che costruisce barriere, e un'altra specie di corallo che si riproduce in modo diverso. L'anemone di mare si trova in ambienti estuarini dove l'ossigeno basso è comune, mentre le due specie di corallo si trovano in ambienti tropicali. I ricercatori avevano previsioni specifiche su come questi organismi avrebbero reagito a bassi livelli di ossigeno.

Si aspettavano che l'anemone di mare fosse più tollerante all'ossigeno basso, avendo adattato ai livelli fluttuanti di ossigeno nel suo habitat naturale. Pensavano anche che le larve dell'anemone di mare e del corallo costruttore di barriere fossero meno impattate rispetto all'altro corallo, che si nutre di alghe. Poiché questo corallo è simbiotico con le alghe, potrebbe essere più colpito da bassi livelli di ossigeno perché le alghe hanno bisogno di ossigeno anche loro. I ricercatori volevano capire come queste condizioni di bassa ossigeno influenzassero la loro crescita, comportamento e capacità di stabilirsi come giovanili.

Per studiare questo, i ricercatori hanno raccolto larve dalle tre specie e le hanno esposte a condizioni di bassa ossigeno per un periodo specifico. Hanno osservato quanto bene nuotavano le larve e quanti di loro si stabilivano successivamente. Hanno prestato attenzione a cose come dimensioni, peso e quanto ossigeno consumavano.

#Effetti sulla capacità di nuotare e sullo stabilimento

Quando i ricercatori hanno esaminato le capacità di nuotata e le percentuali di stabilimento delle larve dopo essere state esposte a bassa ossigeno, hanno riscontrato differenze significative. Tutte e tre le specie hanno mostrato meno attività di nuoto dopo aver trascorso del tempo in condizioni di bassa ossigeno. Meno larve nuotavano in giro rispetto a quelle mantenute in livelli normali di ossigeno, con ogni specie che mostrava risposte uniche.

Le larve dell'anemone di mare non hanno mostrato cambiamenti significativi nella loro capacità di stabilirsi dopo aver sperimentato bassa ossigeno, mantenendo alti tassi di stabilimento. Tuttavia, le due specie di corallo avevano tassi di stabilimento più bassi dopo essere state in bassa ossigeno, anche se avevano accesso a superfici adatte su cui stabilirsi.

Questa diminuzione nello stabilimento è preoccupante perché suggerisce che l'ipossia potrebbe influenzare la futura popolazione di queste specie. Lo stabilimento è cruciale per garantire che nuovi adulti possano crescere e contribuire alla popolazione. Inoltre, tassi di stabilimento decrescenti possono portare a una maggiore competizione per lo spazio sul fondo marino, che è vitale per la resilienza dell'habitat.

#Risposte di dimensioni e crescita all'ipossia

Oltre a osservare nuotata e stabilimento, i ricercatori hanno anche misurato metriche di crescita come dimensioni e peso. Hanno scoperto che le dimensioni delle larve cambiavano in risposta a condizioni di bassa ossigeno. Le larve dell'anemone di mare non mostravano alcun cambiamento di dimensioni, mentre le larve del corallo costruttore di barriere diventavano più grandi dopo l'esposizione a bassa ossigeno.

È interessante notare che queste dimensioni maggiori non riflettevano un aumento della biomassa complessiva. Ciò suggerisce che le larve potrebbero aver trattenuto più acqua piuttosto che crescere tessuti sani, indicando potenzialmente stress o danni. Mentre passavano a fasi giovanili, tutte e tre le specie avevano dimensioni più piccole rispetto a quelle che erano state mantenute in livelli normali di ossigeno. Dimensioni più piccole nei giovanili potrebbero ridurre le loro possibilità di sopravvivenza e influenzare la loro capacità di competere per le risorse mentre maturano.

#Effetti sul Metabolismo

Lo studio ha esaminato anche come l'ipossia influenzasse i tassi di respirazione delle larve. La larva di anemone di mare non mostrava cambiamenti significativi nei loro tassi metabolici dopo essere stata esposta a bassa ossigeno. Al contrario, entrambe le specie di corallo mostravano tassi di respirazione più bassi dopo aver sperimentato l'ipossia. Tassi metabolici più bassi potrebbero inizialmente aiutare a conservare energia in condizioni di bassa ossigeno, ma se quegli eventi a bassa ossigeno diventano frequenti, il fitness generale potrebbe essere compromesso a lungo termine.

#Interazione con le alghe simbiotiche

Per i coralli, il rapporto con le loro alghe simbiotiche è fondamentale. Queste alghe forniscono energia tramite fotosintesi, ma sono anche influenzate dai livelli di ossigeno. I ricercatori hanno osservato che l'ipossia ha avuto un impatto negativo sulle alghe che vivono nel corallo costruttore di barriere. Livelli di ossigeno più bassi portavano a una riduzione della fotosintesi e perturbavano l'assorbimento delle alghe, il che potrebbe influenzare la salute complessiva del corallo.

Il corallo che costruisce barriere ha mostrato perdita di simbionti dopo l'esposizione a bassa ossigeno. Questo significa che il corallo potrebbe essere meno capace di ottenere l'energia di cui ha bisogno per sopravvivere e crescere, specialmente se sperimenta ulteriori stress ambientali in seguito.

#Conclusione

I risultati di questo studio evidenziano i pericoli che i bassi livelli di ossigeno pongono alla vita marina, specialmente durante le prime fasi di sviluppo. Gli impatti erano notevolmente diversi tra le tre specie esaminate, indicando vari livelli di resilienza e adattabilità. Mentre l'anemone di mare sembrava meglio attrezzato per gestire l'ossigeno basso, i coralli costruttori di barriere affrontavano sfide significative che potrebbero influenzare la loro sopravvivenza e riproduzione in oceani sempre più deossigenati. Se queste condizioni continuano a persistere, potrebbe portare a una riduzione della biodiversità e a ecosistemi alterati negli ambienti marini.

Affrontare il problema dell'ipossia è vitale per proteggere la vita marina costiera e garantire la salute degli ecosistemi marini. La resilienza di alcune specie, come l'anemone di mare, offre speranza, ma la sensibilità di molti coralli costruttori di barriere evidenzia la necessità di sforzi concertati per mitigare gli effetti della deossigenazione degli oceani e mantenere la biodiversità nei nostri mari.