Scolorimento del corallo: significato, occorrenza e fattori che causano lo sbiancamento del corallo

Leggi questo articolo per conoscere lo sbiancamento dei coralli: significato, presenza e fattori che causano lo sbiancamento dei coralli:

Lo sbiancamento dei coralli si riferisce alla perdita di colore dei coralli che formano gli ecosistemi altamente fragili, le barriere coralline. Le barriere coralline si trovano nelle acque tropicali poco profonde circostanti lungo le isole e i continenti.

Il substrato di barriera è composto da carbonato di calcio proveniente da coralli sclerattinici vivi e morti. Le barriere coralline sono indicate come foreste pluviali tropicali degli oceani perché hanno un'alta produttività e biodiversità.

Questo perché i coralli sclerattinici sono in stretta associazione con altri invertebrati, vertebrati e piante qui e insieme sono coinvolti in un processo di accoppiamento stretto e riciclaggio delle risorse. I coralli sclerattinici (Phylum Cnidaria) costruiscono scheletri di carbonato di calcio sequestrati dall'acqua. Una volta che il polipo corallo muore, il suo scheletro diventa una parte della barriera corallina.

I coralli ricevono le loro sostanze nutritive ed energia catturando piccoli organismi planctonici e attraverso una relazione simbiotica con la zooxantella - singola cellula, microalge autorofiche di vari taxa in Phylum Dinoflagellata. Queste alghe assorbono la luce del sole e la trasformano in energia. Le zooxantelle aiutano i coralli a produrre sostanze nutritive attraverso le loro funzioni fotosintetiche.

Le attività fotosintetiche aiutano i coralli a ottenere composti fissi di carbonio per l'energia, aumentare la calcificazione e mediare il flusso di elementi nutritivi elementali. Le zooxantelle ricevono un ambiente protetto in cui crescere e una buona scorta di anidride carbonica per la fotosintesi. Tuttavia, i coralli a crescita lenta competono con le alghe pluricellulari a crescita rapida in quanto i coralli possono nutrirsi durante il giorno attraverso la fotosintesi nelle zooxantelle e attraverso la predazione di notte.

I coralli hanno in realtà tessuti chiari. Ricevono la loro colorazione dalle zooxantelle e sembrano belle. Il colore particolare del corallo dipende dal clade che vive al suo interno.

Lo sbiancamento dei coralli è una comune risposta allo stress dei coralli a vari disturbi che si verificano nelle barriere coralline che includono eventi naturali e indotti dall'uomo. I disturbi naturali che danneggiano le barriere sono tempeste violente, inondazioni, temperature estreme, eventi di El Nino Southern Oscillation (ENSO), esposizioni subaeriche, epidemie predatorie ed epizoozie.

I fattori indotti dall'uomo come l'eccessivo sfruttamento, il sovrasfruttamento, l'aumento della sedimentazione e il sovraccarico di nutrienti sono responsabili dell'aumento del declino della barriera corallina osservato negli ultimi tempi. Dai primi anni '80, lo sbiancamento delle barriere coralline ha visto un aumento della frequenza e una distribuzione capillare.

Lo stress da decolorazione è esibito anche da coralli molli, vongole giganti Tridacna e alcune spugne.

Cosa succede in Coral Bleaching?

Sotto stress, i coralli espellono le loro zooxantelle, con le quali hanno una relazione simbiotica, che porta al loro aspetto più chiaro o completamente bianco (poiché le alghe sono responsabili della bella colorazione dei coralli). Questo è lo sbiancamento dei coralli. Lo scheletro calcareo mostra attraverso i tessuti traslucidi del corallo, che ora sono privi di zooxantelle.

Le densità delle zooxantelle possono ridursi o la concentrazione di pigmenti fotosintetici all'interno delle alghe può diminuire. I coralli che costruiscono scogliere hanno generalmente circa 1-5 x 10 ⁶ zooxantelle cm ^-2 di tessuto vivo superficiale e 2-10 pg di clorofilla per zooxantelle. A causa dello sbiancamento, si perde circa il 60-90% delle zooxantelle e ognuno di questi organismi perde il 50-80% dei suoi pigmenti fotosintetici.

Lo sbiancamento dei coralli colpisce severamente i coralli. Se lo sbiancamento diminuisce con il tempo, cioè se i fattori che causano stress non sono troppo severi, i coralli possono riguadagnare le loro alghe simbiotiche in poche settimane o mesi. Possono quindi essere ricolonizzati dalla stessa specie di zooxantelle o da un'altra differente.

Ma se lo sbiancamento è grave, le zooxantelle impoverite non si riprendono e i coralli muoiono. La barriera corallina stessa viene quindi persa. Una volta iniziato lo sbiancamento, i coralli possono continuare a sbiancare anche dopo aver rimosso l'agente stressante. Gli esperti hanno avvertito che la superficie totale delle barriere coralline si è ridotta del 30% negli ultimi 30 anni. Solo nei Caraibi, circa il 90% delle barriere coralline è stato perso.

La capacità dei coralli di sopportare lo stress e lo sbiancamento e di riprendersi da un evento di sbiancamento varia tra le specie. Ad esempio, i porites lobata e altri grandi coralli di grandi dimensioni possono affrontare con successo shock termici estremi mentre Acropora spp. e altri fragili coralli ramificati collassano allo stress termico in seguito a eventi di sbiancamento.

I fattori che possono fornire protezione contro lo sbiancamento dei coralli di massa includono la resistenza allo sbiancamento, la tolleranza al corallo e il recupero della barriera corallina. Il rischio di sbiancamento può essere ridotto anche dalle condizioni climatiche locali, come molta ombra o flussi di acqua più fredda. La salute e la genetica dei coralli e delle zooxantelle possono giocare un ruolo importante nell'influenzare il rischio di sbiancamento.

Evento:

Tutte le principali province della barriera corallina hanno riportato mortalità dei coralli di massa negli ecosistemi delle barriere coralline sin dal 1870. Ma la frequenza e la portata dei disturbi da sbiancamento sono aumentati negli ultimi tempi. Solo tra il 1979 e il 1990 sono stati osservati oltre 60 eventi di sbiancamento da barriera corallina su 105 morti di coralli di massa. Durante i 103 anni precedenti questo periodo, sono stati registrati solo tre eventi di sbiancamento tra 63 morti di corallo di massa.

Si ritiene che quasi tutte le principali regioni di barriera corallina del mondo - i Caraibi / Atlantico occidentale, Oceano Indiano, Oceano Pacifico centrale e occidentale, Golfo Persico e Mar Rosso - abbiano avuto sbiancamento dei coralli e mortalità a partire dagli anni '80.

Prima degli anni '80, gli eventi di sbiancamento dei coralli e di mortalità dei coralli si sono verificati durante periodi di elevata temperatura dell'acqua di mare, ma i disturbi si sono verificati solo in alcune regioni e in particolare nelle zone di barriera corallina. Ma gli eventi di sbiancamento dei coralli sin dagli anni '80 si sono verificati in un'ampia area geografica e hanno interessato tutte le zone della barriera corallina. Gli eventi degli anni '80 si sono verificati durante anni di attività ENSO su larga scala.

Fattori che causano lo sbiancamento del corallo:

I coralli possono sembrare ossuti e durevoli, ma il fatto è che le barriere coralline sono estremamente sensibili allo stress ambientale. Attualmente sono minacciati dall'inquinamento delle acque, dall'erosione del suolo, dall'esposizione con la bassa marea, dalle condizioni meteorologiche, dall'uso di fertilizzanti, dalla pesca con esplosivi e dalla guida incurante. Il riscaldamento globale avrebbe un grave impatto sulle barriere coralline. Il riscaldamento globale significa aumento delle temperature globali dell'aria e dell'acqua.

Anche se le calde acque tropicali si adattano alle barriere coralline, la temperatura molto elevata dell'acqua del mare può danneggiare le zooxantelle. Il riscaldamento globale comporterebbe lo scioglimento delle calotte polari e l'innalzamento del livello del mare.

Se la luce solare non riesce a penetrare attraverso l'acqua fino ai coralli, le alghe da cui dipendono non saranno in grado di fotosintesi e le barriere perdono una fonte di energia critica. L'esaurimento dell'ozono aumenterebbe la radiazione ultravioletta sulla superficie terrestre e causerebbe eventi di sbiancamento dei coralli. Quello che segue è una discussione dei fattori che inducono lo stress e provocano lo sbiancamento dei coralli.

Aumento della temperatura:

Un maggiore fattore di stress è l'aumento o la diminuzione della temperatura dell'acqua, che si basa sul riscaldamento globale a causa delle attività umane. Lo sbiancamento dei coralli estivi è stato attribuito all'elevata temperatura superficiale del mare in combinazione con un'elevata irradiazione solare.

Le specie di corallo prosperano entro un margine di temperatura relativamente stretto; così estremi di temperature possono indurre lo sbiancamento. È noto che gli eventi di sbiancamento si verificano durante improvvise gocce di temperatura (da -3 ° C a -5 ° C per 5-10 giorni) che si verificano durante le epidemie stagionali di aria fredda. È più frequente a causa dell'aumento delle temperature dell'acqua. Una piccola anomalia positiva di 1-2 ° C per 5-10 settimane durante l'estate può indurre il candeggio.

La Grande Barriera Corallina (GBR) ha subito otto eventi di sbiancamento di massa dal 1979. La GBR lungo la costa settentrionale dell'Australia ha assistito a due massicci eventi di sbiancamento dei coralli finora - nel 1998 e nel 2002 in cui ha perso il 42% e il 54% di scogliere rispettivamente. Il GBR del sud ha visto un evento simile nel 2006.

La maggior parte delle scogliere si è ripresa, con bassi livelli di morti coralline, ma il danno è stato grave in alcuni punti. Fino al 90 per cento dei coralli sono morti in alcune zone. Questo è un esempio della suscettibilità delle barriere coralline all'aumento della temperatura dell'acqua combinata con l'acidificazione degli oceani. Mentre l'aumento delle temperature ha aumentato la frequenza e l'intensità dello sbiancamento, l'acidificazione ha ridotto l'abilità calcificante dei coralli.

Un piccolo aumento di temperatura per molte settimane o un grande aumento (3-4 ° C) nel corso di pochi giorni comporterà una disfunzione dei coralli. Lo sbiancamento dei coralli si è verificato soprattutto durante le stagioni estive o verso la fine di un periodo di riscaldamento prolungato. Si dice che abbiano avuto luogo durante i periodi di bassa velocità del vento, cielo sereno, mare calmo e bassa torbidità. Le condizioni favoriscono il riscaldamento localizzato e l'alta radiazione ultravioletta (UV).

La radiazione UV penetra facilmente nelle acque cristalline del mare. I coralli contengono in realtà composti che assorbono l'UV e possono bloccare radiazioni UV potenzialmente dannose. Ma l'aumento delle temperature significa riduzione della concentrazione di questi composti che assorbono l'UV nei coralli.

Quindi, le zooxantelle sono direttamente interessate dalla radiazione UV. Non solo la radiazione UV nell'intervallo di 280-400 nm ma anche la radiazione fotosinteticamente attiva (400-700 nm) è stata implicata in eventi di sbiancamento.

Esposizione subaereo:

Esposizione improvvisa di coralli all'atmosfera, quando c'è bassa marea, oscillazioni del livello del mare o oscillazioni tettoniche dell'ernia del sud di El Nino (ENSO), possono provocare lo sbiancamento. Questi accoppiamenti con temperature alte o basse dell'acqua, aumento della radiazione solare e diluizione dell'acqua di mare potrebbero causare la perdita di zooxantelle e la morte dei coralli.

sedimentazione:

È stato affermato che il caricamento dei sedimenti potrebbe rendere più probabile la sbiancatura delle alghe zooxantelle.

Diluizione dell'acqua dolce Le precipitazioni e i deflussi generati dalle tempeste diluiscono le acque della barriera e provocano lo sbiancamento dei coralli. Ma tali eventi di sbiancamento sono noti per essere rari. Anche quando si verificano, sono limitati a piccole aree vicino alla costa.

xenobiotici:

Quando i coralli sono esposti ad alte concentrazioni di contaminanti chimici come rame, erbicidi e olio, lo sbiancamento dei coralli avviene.

epizoozie:

Gli agenti patogeni possono causare lo sbiancamento, ma questo è diverso dagli altri tipi di sbiancamento. Nello sbiancamento indotto da agenti patogeni, le malattie dei coralli causano la morte a chiazze o l'intera colonia e il distacco dei tessuti molli. Nel Mar Mediterraneo, l'Oculina corallina patagonica ha subito lo sbiancamento. Ciò era dovuto a un batterio infettivo, Vibrio shiloi che attaccava le zooxantelle simbiotiche. I batteri sono contagiosi solo nei periodi caldi. Quindi è chiaro che il riscaldamento globale provocherebbe condizioni calde che promuovessero la diffusione di agenti patogeni e infezioni dei coralli.

Sebbene non determini lo sbiancamento dei coralli in quanto tale, un aumento delle concentrazioni di sostanze nutritive elementali ambientali, come l'ammoniaca e il nitrato, determina un aumento delle densità delle zooxantelle fino a due o tre volte. Ciò può causare effetti secondari come l'abbassamento della resistenza dei coralli e l'aumento della suscettibilità dei coralli alle malattie.

Lo sbiancamento può anche essere utile:

Ricerche recenti hanno rivelato che i coralli che sono costantemente esposti a bassi livelli di stress possono sviluppare una sorta di resistenza allo sbiancamento. In realtà è stato scoperto che quando i coralli sono minacciati, lo sbiancamento può aiutare i coralli a vivere.

Le colonie di coralli, se colpite da drastici cambiamenti ambientali, possono sbarazzarsi delle alghe esistenti per creare spazio per altre alghe che hanno una maggiore capacità di prosperare nelle condizioni minacciose. Lo sbiancamento, quindi, è un modo attraverso il quale i coralli riprendono vigore.

Gli esperimenti hanno dimostrato che i coralli esposti a drastici cambiamenti ambientali che subiscono lo sbiancamento hanno maggiori probabilità di sopravvivere alla fine rispetto ad altri coralli. È stato dimostrato che i coralli hanno una grande capacità di recupero. Anche se le temperature in aumento sono viste come un fattore che induce lo sbiancamento dei coralli, le barriere coralline sono fiorite durante i periodi di temperature globali calde in passato quando i livelli del mare sono aumentati di circa 18 piedi o sei metri sopra il livello attuale.

Tuttavia, non è chiaro se il processo adattativo dello sbiancamento sarà in grado di salvare le barriere coralline attaccate dall'inquinamento o dall'innalzamento delle temperature del mare.

Nel tentativo di salvare le barriere coralline dallo sbiancamento, i paesi hanno iniziato a considerare lo sviluppo di strategie nazionali. L'Autorità del Parco Marino della Grande Barriera Corallina ha sviluppato un "Piano di risposta alla decolorazione del corallo" per elaborare una strategia completa per rilevare e rispondere agli eventi di sbiancamento dei coralli diffusi durante i pasti estivi. Uno sforzo internazionale combinato, di ampia portata, è la necessità dell'ora.