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Ecosistemi profondi, parte 3: vents e seeps Skip to main content

Fatevi guidare da Worldrise alla scoperta di vents e seeps, ecosistemi estremi protagonisti del terzo articolo della rubrica dedicata alle profondità oceaniche.

Oltre ai canyon e alle montagne sottomarine, gli abissi celano altri habitat davvero unici, ecosistemi estremi con condizioni limite per la vita: le oasi idrotermali profonde (hydrothermal vents) e le sorgenti di idrocarburi (cold seeps).

Hydrothermal vent nell’Oceano Pacifico – foto via USGS

Cosa sono gli hydrothermal vents?

Un hydrothermal vent si origina grazie al movimento delle placche terrestri, a partire da spaccature nel fondale oceanico: da queste fuoriesce il magma, che, a contatto con l’acqua profonda, solidifica formando dei pinnacoli di basalto. Queste strutture, che si trovano principalmente lungo le dorsali oceaniche ad una profondità di 2000-5000 m, presentano aperture di circa 10 cm di diametro, dalle quali fuoriesce un fluido caldo, ricco di metalli (soprattutto ferro, manganese, rame e zinco, ma anche arsenico, cadmio, oro e platino) ed isotopi di elio, metano e idrogeno. 

Il fluido dei vent è riscaldato per via geotermica dalla camera magmatica della dorsale e può raggiungere anche  temperature di 400°C e pH acido intorno a 2, grazie all’accumulo di acido solfidrico derivante dalla crosta. L’espulsione nella colonna d’acqua attraverso le fumarole genera un fumo di colore scuro, che si innalza anche per centinaia di metri, e il contatto con l’acqua fredda ricca di ossigeno dà luogo alla formazione di precipitati.

La formazione di un hydrothermal vent – Immagine di Oceanus, the journal of our ocean planet

BIODIVERSITÁ ASSOCIATA AI VENTS

Quasi tutti gli organismi dei vents sono endemici e circa il 95% degli animali rinvenuti era sconosciuto prima della scoperta di questi ecosistemi. Le oasi idrotermali profonde dipendono totalmente dalla produzione organica chemiosintetica, operata da batteri che utilizzano l’acido solfidrico e i gas emessi dai vents come fonte di energia per la sintesi di biomolecole. La comunità è quindi altamente influenzata dalla presenza dei fluidi idrotermali e le specie animali dominanti sono bivalvi e organismi vermiformi come i vestimentiferi

I bivalvi dei vents sono di norma giganti, con biomasse superiori a 10 Kg/m2. Tra le specie più diffuse vi sono Calyptogena magnifica e Bathymodiolus thermophilus, che possiedono batteri simbionti a livello branchiale. Questi batteri necessitano di solfuri per la chemiosintesi, ma tali composti sono altamente tossici per la maggior parte dei viventi. I molluschi dei vents hanno quindi evoluto strategie di detossificazione, trasformando i solfuri in tiosolfati, o di trasporto mediante specifiche proteine: in particolare, Calyptogena magnifica sintetizza una proteina, la sulfide-binding protein, che protegge l’emoglobina negli eritrociti dai danni causati dai solfuri.

Il mollusco bivalve (Calyptogena magnifica) che popola i fondali circostanti le fumarole nere – foto di Sergio Ragonese via ResearchGate

Anche il vestimentifero Riftia pachyptila dipende totalmente dai suoi endosimbionti: infatti, non presentando un tubo digerente, per il materiale organico l’animale deve far conto sui batteri chemiosintetici localizzati nel trofosoma, un organo altamente vascolarizzato posto fra due cavità celomatiche.

Nelle oasi idrotermali è possibile trovare inoltre il polichete Alvinella pompejana che, contrariamente a Riftia, non ospita batteri all’interno del corpo, ma bensì eso-simbionti in associazione all’epitelio dorsale. Sembra che questo verme sia capace di tollerare temperature superiori a 105°C, ritenute un tempo incompatibili con la vita di organismi pluricellulari: gli scienziati pensano che ciò sia possibile grazie a meccanismi convettivi interni di raffreddamento in grado di disperdere il calore.  

Riftia pachyptila, il verme tubo gigante – foto di NOAA Okeanos Explorer Program, Galapagos Rift Expedition 2011 via Wikipedia

E I COLD SEEPS?

Con questo termine si designa un’area del fondale dove avviene la fuoriuscita fredda di fluidi contenenti metano, altri idrocarburi e spesso anche solfuri. Si tratta di ecosistemi tipicamente profondi, presenti a profondità comprese tra 400 e 6.000 m, che si differenziano dai vents perché svincolati dall’attività geotermica. Un seep si trova generalmente in corrispondenza di depositi di idrocarburi al di sotto dello strato dei sedimenti e il fluido emesso presenta temperature comprese tra 40 e 55°C.

Cold seep; le bolle rivelano l’emissione di metano – foto di NOAA Ocean Exploration, 2013 ROV Shakedown e Field Trials negli Stati Uniti Atlantic Canyons.

BIODIVERSITÁ NEI SEEPS

Le fuoriuscite di fluidi freddi contenenti sostanze chimiche ridotte alimentano ricche comunità bentoniche, sostenute da una rete trofica chemiosintetica. In questi luoghi la biodiversità è generalmente elevatissima e quasi sicuramente sottostimata. Tra le specie più frequenti ci sono i grandi bivalvi delle famiglie Vesycomydae, Mitilidae, Solemydae, Thyasiridae e Lucinidae. Anche il taxon delle spugne è ben rappresentato in questi ambienti estremi: negli anni Novanta, nella fossa delle Barbados, è stata scoperta una simbiosi insolita tra batteri metano ossidanti e una nuova specie di spugna carnivora del genere Cladorhiza.

Bivalvi chemiosintetici in un cold seep – foto di NOAA Ocean Exploration, Northeast U.S. Canyons Expedition 2013.

OASI PROFONDE DA TUTELARE

La scoperta di questi habitat ha profondamente rivoluzionato la biologia marina, fornendo indizi sulle caratteristiche e sull’origine stessa della vita. Ma, ironicamente, la ricerca per saperne di più sta minacciando queste aree fragili: il più grande pericolo per la maggior parte degli ecosistemi è, infatti, il danno fisico causato dall’attività umana. Alcuni siti vengono visitati più volte all’anno per progetti di ricerca, spesso scoordinati tra loro e non regolamentati. Inoltre, molte fumarole sono una potenziale miniera d’oro, argento e rame, e forse anche petrolio: distruggere tali strutture per attività minerarie comprometterebbe l’intera oasi in cui esse si trovano. 

Risulta quindi evidente la necessità di misure lungimiranti per garantire la protezione a lungo termine di vents e seeps prima che si verifichino danni. Il Canada è stato il primo paese a proteggere questi ecosistemi: già nel 1998 l’Endeavour Hydrothermal Vents, situato a 250 km a sud-ovest dell’isola di Vancouver, è stato designato come Area Marina Protetta. Anche il governo regionale delle Azzorre ha dichiarato i siti di Lucky Strike e Menez Gwen, due oasi idrotermali profonde nell’Oceano Atlantico nord-orientale, Aree Marine Protette, ognuna con un piano di gestione attentamente studiato per garantire che ulteriori attività di ricerca scientifica e monitoraggio siano svolte in modo responsabile. Questi esempi virtuosi devono essere un impulso per le altre Nazioni, aprendo la strada per la nascita di altre aree protette, perché siamo tutti interconnessi e, tutelando il mare, tuteliamo anche noi stessi.

Endeavour Hydrothermal Vent – foto di Monterey Bay Aquarium Research Institute

Appuntamento con l’ultimo articolo della rubrica, dove saranno trattate le piane abissali e gli ecosistemi a carcassa di balena.

BIBLIOGRAFIA E SITOGRAFIA
Autrice: Sara Parigi

Sara è volontaria Worldrise e autrice per SeaMag dal 2021. Attualmente è iscritta al terzo anno di Scienze Biologiche presso l’Università di Firenze. Appassionata di cetacei fin da quando era bambina, se fosse un animale marino sarebbe una balenottera, un po’ schiva e introversa, ma anche pacata e razionale.

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