Mentre gli oceani diventano più caldi e più acidi, gli scienziati stanno sviluppando nuove strategie per salvare le "foreste pluviali del mare".

Le barriere coralline sono tra gli ecosistemi più belli della Terra - "una cintura ingioiellata intorno al centro del pianeta", nelle parole dell'oceanografa Sylvia Earle. Inoltre sono estremamente preziosi. Le barriere coralline coprono meno di un decimo della percentuale 1 del fondo oceanico, ma supportano più di 800 specie di coralli e 4,000 specie di pesci. Stanno generando motivi, tamponi costieri contro tempeste e lucrosi progetti turistici. Secondo alcune stime, i servizi che forniscono valgono fino a $ 30 miliardi all'anno.

A scapito di tali benefici, tuttavia, le barriere coralline si sono deteriorate dagli anni '1970 a causa di una cascata di impatti umani. La pesca eccessiva sconvolge le loro complesse comunità di grandi predatori, piccole specie di prede e "pascolatori" come pesci pappagallo e ricci che puliscono le grandi alghe dai coralli. Il dragaggio per lo sviluppo costiero annebbia l'acqua con i sedimenti, bloccando la luce solare e impoverendo l'ossigeno. Enormi fioriture di alghe, alimentate da sostanze nutritive nel deflusso delle fattorie e nelle acque reflue, soffocano i coralli. Gli agenti patogeni, probabilmente diffusi dalle spedizioni globali, uccidono coralli e ricci.

Ora l'aumento delle concentrazioni di anidride carbonica nell'atmosfera sta causando il riscaldamento delle acque oceaniche rendendole più acide. L'acqua calda provoca episodi di sbiancamento in cui i polipi corallini espellono le alghe microscopiche che vivono nei loro tessuti e li nutrono. Le alghe forniscono il colore dei coralli, quindi le barriere diventano bianche. I coralli possono recuperare, ma il processo lo stress e può ucciderli. L'acidificazione, che si verifica quando l'acqua di mare assorbe CO2 dall'atmosfera, riduce la quantità di carbonato disponibile per i coralli per costruire i loro scheletri, così le barriere si sviluppano più lentamente e diventano più deboli.

"Stiamo cercando di contrastare il messaggio che tutti i coralli sono condannati." - Ruth Gates

Ma gli specialisti della barriera corallina non si arrendono. Alcuni stanno identificando le caratteristiche che aiutano certi coralli a sopportare il riscaldamento e l'acidificazione. Altri stanno condizionando i coralli a prosperare negli oceani alterati, proprio come gli atleti si allenano per competere ad alta quota o in condizioni climatiche avverse.

"Stiamo cercando di contrastare il messaggio che tutti i coralli sono condannati", dice Ruth Gates, docente di ricerca presso l'Institute of Marine Biology della University of Hawaii. "I coralli si sono evoluti sulla Terra per milioni di anni e sono sopravvissuti per una buona ragione."

Aumentare la resilienza

Alcuni esperti dicono che il riscaldamento e l'acidificazione stanno ricevendo troppa attenzione e che gli stress locali sono più urgenti.

"Il cambiamento climatico è solo metà della storia", afferma Jeremy Jackson, ex direttore del Center for Marine Biodiversity and Conservation presso lo Scripps Institute of Oceanography della California. Jackson era caporedattore di un rapporto pubblicato a luglio dalla Global Coral Reef Monitoring Network che ha trovato ampie variazioni nei tassi di declino della barriera corallina nei Caraibi dagli 1970.

Mentre i coralli sono diminuiti di oltre il 50 per cento a livello regionale da 1970, i paesi che hanno limitato la pesca, lo sviluppo costiero e il turismo, come le Bermuda, hanno subito perdite di corallo molto minori rispetto a quelli che non hanno adottato controlli simili, come la Giamaica. E le barriere coralline hanno resistito agli uragani e agli episodi di sbiancamento più facilmente di quelli già degradati dalla pesca eccessiva e dall'inquinamento dell'acqua.

"Ironia della sorte, gli Stati Uniti spendono un sacco di soldi per monitorare le barriere coralline, ma non fanno molto per proteggerli", dice Jackson. "La nostra strategia sembra guardarli fino alla morte".

Alla fine di agosto, la National Oceanographic and Atmospheric Administration degli Stati Uniti ha fatto un primo passo verso il cambiamento, elencando le specie di coralli 20 come minacciate dalla legge sulle specie minacciate di estinzione. La lista significa che le altre agenzie federali dovranno consultarsi con il NOAA prima di finanziare o autorizzare azioni che potrebbero riguardare questi coralli, come progetti energetici, permessi di inquinamento, dragaggio, traffico navale o attività militari. E NOAA lavorerà con gli stati e le comunità per proteggere i coralli attraverso strategie come la riduzione dell'inquinamento terrestre e il trapianto di coralli coltivati ​​nei laboratori per ripopolare le barriere degradate.

Favorire i sopravvissuti

Per contrastare il riscaldamento e l'acidificazione, gli scienziati stanno lavorando per capire perché alcuni coralli possono recuperare da questi stress più facilmente di altri. La risposta sta in alcune combinazioni di genetica dei coralli e delle loro relazioni con le microalghe che vivono nei loro tessuti e le forniscono con il cibo.

In un studio pubblicato in Global Change Biology a luglio, i ricercatori guidati dal biogeochimico dell'Ohio State University Andréa Grottoli hanno messo i coralli sani da nove barriere coralline messicane attraverso due episodi di sbiancamento a distanza di un anno. Questo processo ha simulato condizioni che potrebbero verificarsi nei Caraibi non appena 2030, secondo le proiezioni correnti.

Alcune delle loro scoperte erano sorprendenti. Porites astreoides, un corallo giallo che sta aumentando in alcune parti dei Caraibi, è stato modestamente influenzato dal primo sbiancamento ma non si è completamente ristabilito dopo il secondo. Altri tipi hanno mostrato più capacità di recupero dopo ripetuti sbiancamenti.

 "Mi piacerebbe vedere un ripensamento del modo in cui definiamo le barriere coralline che vale la pena proteggere." - Andréa Grottoli "Ciò che contava era la dimensione delle riserve energetiche dei coralli, in particolare i lipidi immagazzinati", spiega Grottoli. "Quando moriamo di fame, il nostro corpo metabolizza il grasso e altri esseri viventi fanno la stessa cosa." Elevate riserve di grasso hanno aiutato i coralli a sopravvivere fino a quando non hanno potuto acquisire nuove alghe simbiotiche. Lo studio ha anche dimostrato che i coralli in grado di collaborare con più specie di alghe erano più inclini a riprendersi.

Grottoli afferma che risultati come questo potrebbero essere utilizzati per collocare aree protette marine in zone in cui le condizioni favoriscono specie di corallo resilienti. "Mi piacerebbe vedere un ripensamento su come definiamo le barriere che meritano di essere protette", dice. "Devi sapere come si comportano le specie coralline e reagire allo stress per predire se sopravviveranno".

Super-Coralli

All'Università delle Hawaii, Gates sta anche lavorando per identificare i coralli in grado di sopportare gli stress climatici. Ad ottobre 2013 lei e Madeleine van Oppen, una ricercatrice senior presso l'Australian Institute of Marine Sciences, ha vinto un concorso sponsorizzato dalla Paul G. Allen Family Foundation che cercava strategie per affrontare l'acidificazione degli oceani. Gates e van Oppen progettano di sviluppare coralli altamente resistenti agli stress climatici e di utilizzarli per ricolonizzare diversi siti, tra cui un reef morto alle Hawaii e una barriera corallina artificiale.

Per sviluppare questi super-coralli, stanno usando tre strumenti. Il primo è l'epigenetica - cambiamenti nella funzione del gene che si verificano quando determinate parti del codice genetico di un organismo vengono attivate o disattivate in risposta a segnali ambientali. "Stiamo portando i coralli che sappiamo già essere robusti in laboratorio e li esponiamo a condizioni che potrebbero incontrare negli oceani alterati: aumentiamo la temperatura dell'acqua o abbassiamo il pH, quindi riportiamo al punto di partenza, a volte in combinazione ", dice Gates. "L'esercizio può attivare percorsi epigenetici adattivi che incoraggiano quegli artisti ad essere i migliori".

In secondo luogo, i ricercatori stanno modificando gli accoppiamenti simbiotici dei coralli con le microalghe. "Alcuni simbionti sono sempre associati a coralli molto robusti, quindi stiamo vedendo se possiamo introdurli su coralli i cui simbionti sono simili. I simbionti sono fonti alimentari dei coralli, e quelli robusti sono fabbriche alimentari estremamente buone ", dice Gates. Il terzo strumento è quello di allevare selettivamente coralli duri e congelare il loro sperma, i guadagni di biobanca in resistenza.

Alcuni resoconti dicono che Gates e van Oppen stanno creando "reefs di design", ma Gates non è d'accordo.

"Le barriere coralline stanno cambiando più rapidamente di quanto i coralli possano trovarsi e adattarsi naturalmente. È un problema di tempo. Quindi stiamo accelerando la capacità delle persone di incontrarsi e riprodursi ", dice. "Probabilmente accadrebbe naturalmente in condizioni benigne, ma quando i coralli muoiono, le connessioni si rompono e lo sperma e le uova non si incontrano facilmente. Possiamo vedere il problema peggiorare o proporre qualcosa che faccia la differenza. "

L'idea è analoga in qualche modo a migrazione assistita per animali e piante a terra. In entrambi i casi, il cambiamento climatico sta alterando gli ecosistemi più velocemente di quanto gli organismi possano evolversi. La soluzione definitiva è la riduzione delle emissioni di gas serra, ma a breve termine, aiutare le specie ad adattarsi potrebbe mitigare il danno.

Questo articolo è originariamente apparso su Ensia

L'autore

Jennifer Weeks è una giornalista freelance del Massachusetts che scrive di ambiente, scienza e salute. Le sue storie sono apparse in Scopri, Slate, The Boston Globe Magazine, The Daily Climate e molte altre pubblicazioni. In precedenza ha lavorato come membro del personale del Congresso, lobbista e analista di politica pubblica.

Libro consigliato:

Il mondo è blu: come il nostro destino e l'oceano sono uno
da Sylvia Earle.

Questo libro tie-in per ambiziosa 5 anni oceano iniziativa-concentrandosi su National Geographic pesca eccessiva, è scritto in National Geographic Explorer-in-Residence voce ancora vigoroso accessibile di Sylvia Earle. Attraverso le storie personali avvincenti mette il pericolo attuale e futura del mare e la vita che sostiene in prospettiva per un vasto pubblico pubblico.

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