Oceano Mare

La parentela fra cetacei e ippopotami
È stata confermata da studi genetici e analisi dei fossili

Un gruppo di mammiferi quadrupedi, vissuti in tutto il mondo per 40 milioni di anni e poi scomparsi durante un'era glaciale, potrebbe essere l'anello mancante fra la balena e il suo non così ovvio parente più prossimo, l'ippopotamo. Queste sono le conclusioni di Jean-Renaud Boisserie dell'Università della California di Berkeley e dei suoi colleghi francesi, che mettono a tacere le congetture secondo le quali l'ippopotamo

sarebbe in realtà imparentato con il maiale o il suo parente più prossimo, il pecari dell'America Latina. Alcuni studi genetici, vent'anni or sono, avevano già rivelato una stretta parentela fra i cetacei e gli ippopotami. Ora anche l'analisi dei fossili sembra confermarlo.
"Il problema - spiega Boissiere - è che osservando un ippopotamo si pensa che possa essere imparentato con i cavalli, come credevano gli antichi Greci, o con i maiali, e non certo con le balene, come suggerisce la filogenia molecolare. Questo perché c'è un gap di 40 milioni di anni fra i fossili dei primi cetacei e i primi ippopotami".
In uno studio pubblicato sulla rivista "Proceedings of the National Academy of Sciences", Boisserie e colleghi colmano questa lacuna ipotizzando che le balene e gli ippopotami abbiano avuto un antenato comune, 50 o 60 milioni di anni fa, che si sia poi evoluto dividendosi in due gruppi: i primi cetacei, che in seguito hanno abbandonato completamente la terra e sono diventati animali acquatici, e gli antracoteri, un gruppo di animali quadrupedi simili a maiali, vissuti per un periodo di 40 milioni di anni e divisi in almeno 37 generi diversi su tutti i continenti (tranne l'Oceania e il Sud America). Gli antracoteri si sono poi estinti meno di 2,5 milioni di anni fa, lasciando un solo discendente: l'ippopotamo.
Questa ipotesi pone le balene all'interno del grande gruppo degli artiodattili. "Il nostro studio - commenta Boisserie - dimostra che questi gruppi non sono senza rapporti come ritenevano i morfologi. I cetacei sono artiodattili, anche se derivati. Potremmo chiamarli cetartiodattili".

Secondo i calcoli sono stati assorbiti 118 miliardi di tonnellate di carbonio tra il 1800 e il 1994
Le emissioni mondiali di biossido di carbonio dovute alla combustione dei combustibili fossili stanno alterando drasticamente la chimica degli oceani, minacciando gli organismi marini, compresi i coralli. È quanto emerge dalla lettura del rapporto "Impacts of Ocean Acidification on Coral Reefs and Other

Marine Calcifiers," stilato dai ricercatori del National Center for Atmospheric Research (NCAR) di Boulder, in Colorado.
Secondo il rapporto gli oceani del pianeta hanno assorbito 118 miliardi di tonnellate di carbonio tra il 1800 e il 1994. Gli oceani sono naturalmente alcalini, ma l’interazione con il biossido di carbonio li sta rendendo più acidi. L’aumento di acidità diminuisce la concentrazione di ioni carbonato, che molti organismi marini utilizzano per produrre scheletri di carbonato di calcio, come nel caso dei coralli.
"È chiaro che la chimica dell’acqua marina è destinata a cambiare nei prossimi decenni e secoli con modalità che altereranno fortemente la vita” ha spiegato Joan Kleypas, primo firmatario dello studio. “Stiamo cominciando solo ora a comprendere le complesse interazioni tra le variazioni chimiche su larga scala e l’ecologia marina. È cruciale poter sviluppare strategie di ricerca che consentano di comprendere meglio i punti deboli degli organismi marini che si possono evidenziare a lungo termine in seguito a tali cambiamenti.”

Prosegue il censimento della vita marina
Tracciata una mappa della distribuzione delle specie oceaniche

Persino in Europa e nei mari più studiati, la continua e rapida scoperta di nuove specie marine sembra non avere fine. Lo conferma il Census of Marine Life (CoML), la gigantesca collaborazione di centinaia di scienziati in più di 70 paesi con lo scopo di catalogare tutte le specie marine del nostro pianeta. Gli autori

hanno messo insieme un database con più di 5,2 milioni di osservazioni, nuove e passate, che tracciano una mappa della distribuzione di 38.000 specie marine. Si tratta di un incremento esponenziale rispetto all'anno scorso, quando il database conteneva "appena" 1,1 milioni di osservazioni per 25.000 specie. I nuovi risultati saranno annunciati il 29 novembre 2004 a un meeting di esperti ad Amburgo, in Germania, insieme alla presentazione di un network di nove organizzazioni regionali (in Australia, Canada, Cina, Europa, Giappone, India, Nuova Zelanda, Sud America, e Africa sub-Sahariana) per migliorare le conoscenze delle rotte marine. Successivamente, a Parigi si terrà dal primo al 3 dicembre un convegno del comitato scientifico internazionale del CoML.
Nonostante sia ancora in costruzione, il database dell'Ocean Biographic Information System (OBIS), costato 9,5 milioni di dollari, mostra già per la prima volta i dati relativi al 95 per cento di tutte le osservazioni esistenti sulla vita negli oceani. Nel 2004 sono state finora aggiunte al database 106 nuove specie di pesci marini, con una media di circa due specie alla settimana, portando così il totale delle specie di pesci a 15.482. Secondo gli esperti del CoML, il conto totale sarà di circa 20.000. Il database contiene anche più di 6.800 specie di zooplancton.

Il senso elettrico dei pesci
Gli animali generano un campo elettrico e percepiscono le sue distorsioni

La maggior parte degli animali utilizza l'olfatto, l'udito o la vista per conoscere il mondo che li circonda. I minuscoli pesci elettrici, invece, sondano l'ambiente per mezzo di impulsi od onde di elettricità. Alcuni scienziati hanno ora dimostrato che il "senso elettrico" dei pesci è molto più acuto di quanto si pensasse:

usando solamente l'elettricità, i pesci sono infatti in grado di determinare la forma e l'orientamento degli oggetti. I pesci ottengono queste informazioni generando un campo elettrico e osservando come viene distorto. Gli oggetti che conducono elettricità, per esempio gli altri pesci, piegano il campo in maniera differente di quelli che non la conducono, per esempio le rocce. Gli scienziati ritengono che questo senso supplementare aiuti gli animali a nutrirsi di notte.
Studi precedenti avevano già suggerito che questi pesci, nativi dei corsi d'acqua in Africa e in Sud America, usassero il tatto e il loro senso elettrico per identificare le forme. Ora un team di biologi e neuroscienziati, guidati da Christian Graff del Laboratoire de Biologie du Comportement di Grenoble, in Francia, sostiene che l'elettricità da sola è più che sufficiente. In un articolo pubblicato sul numero del 4 maggio della rivista "Current Biology", i ricercatori descrivono il funzionamento del senso elettrico, messo alla prova in laboratorio con pesci allevati in un acquario.

Foraminiferi nella fossa delle Marianne
Sono i discendenti di un tipo di plancton che si è adattato alle alte pressioni

Alcuni ricercatori giapponesi hanno scoperto numerosi organismi monocellulari, molti dei quali finora sconosciuti, a una profondità di oltre undici chilometri sotto il livello del mare, nelle parti più profonde dell'Oceano Pacifico.Un campione di sedimenti racconto nell'Abisso Challenger, a sud-ovest dell'isola

di Guam, conteneva infatti diverse centinaia di foraminiferi, un tipo di plancton che di solito abbonda vicino alla superficie dell'oceano. "A livello di specie, - ha affermato Hiroshi Kitazato dell'istituto di ricerca sull'evoluzione terrestre della Japan Agency for Marine Earth Science and Technology - quasi tutte quelle che abbiamo scoperto sono completamente nuove".
L'aspetto esterno è simile a quello di altri foraminiferi già conosciuti, ma i dettagli della loro struttura differiscono notevolmente. "È sorprendente - ha aggiunto Kitazato - che così tanti foraminiferi semplici siano in grado di sopravvivere nel punto più profondo del Pacifico. Con ogni probabilità, la maggior parte di essi appartiene al ramo più antico dei foraminiferi. Forse queste località profonde rappresentano per loro una sorta di rifugio".
Tre creature distinte costituiscono probabilmente i resti di un gruppo che era in grado di adattarsi alle alte pressioni. Poiché l'acqua è così profonda, infatti, la pressione nel punto dove gli organismi sono stati trovati è circa 1100 volte maggiore della normale pressione atmosferica in superficie. Organismi simili, ma non identici, erano già stati trovati in altre fosse oceaniche meno profonde. La scoperta è stata descritta in un articolo pubblicato sulla rivista "Science".

Identificare i delfini
Non ci sarà più bisogno di etichette o marcatori fisici

I principi dei software per il riconoscimento dei volti possono essere usati anche per identificare singoli delfini o balene a partire da fotografie delle loro pinne. Il metodo promette di rendere più semplice ai ricercatori e ai conservazionisti rintracciare i mammiferi marini, senza bisogno di etichette o marcatori fisici.

La capacità di riconoscere singoli animali all'interno di una popolazione è fondamentale per i ricercatori che studiano il comportamento dei mammiferi marini, e per i conservazionisti che cercano di valutare lo stato di differenti specie selvatiche. Sapendo quali balene compiono un determinato viaggio, per esempio, è possibile comprendere gli schemi migratori generali. "Riuscire a identificare i singoli animali - spiega Luke Rendell dell'Università di St. Andrews - ci consente di quantificare le popolazioni e di effettuare così analisi più consistenti".
In passato, i biologi segnavano le balene con marchi termici o con azoto liquido. Ma oltre a essere poco pratici, questi approcci potevano danneggiare gli animali o influenzare il loro comportamento. Ora Chandan Gope dell'Università del Texas e colleghi hanno sviluppato un software che analizza gli schemi delle curve alle estremità delle pinne dorsali di delfini, balene e leoni di mare, partendo da semplici fotografie.
Le forme di queste parti del corpo cambiano poco con il passare del tempo, e costituiscono una "impronta" caratteristica che può essere individuata in differenti fotografie dello stesso animale. Il programma confronta le curve con quelle presenti in un database e trova i risultati che combaciano meglio. Il metodo è stato descritto sulla rivista "Pattern Recognition".

Sardine per salvare il mare
Le eruzioni sottomarine di metano sarebbero dovute alla decomposizione del fitoplancton

Un piccolo pesce potrebbe contribuire a limitare le gigantesche eruzioni di gas che renderebbero altrimenti inabitabile per la vita marina un tratto della costa africana. In un articolo pubblicato sulla rivista "Ecology Letters", due ricercatori ipotizzano che banchi di sardine affamate stiano spazzando via il fitoplancton dalle

acque al largo della Namibia, riducendo la produzione di gas tossici e contribuendo così a limitare il riscaldamento globale.
Per più di un secolo, gli abitanti della costa atlantica della Namibia sono stati testimoni di gas sulfurei nocivi in risalita dal fondo del mare vicino. Spesso, le eruzioni erano accompagnate da massicce morie di pesci e crostacei. Ma soltanto negli ultimi anni i ricercatori hanno cominciato a studiare attentamente le eruzioni sottomarine di metano e solfuro di idrogeno, visibili anche nelle immagini dei satelliti sotto forma di gigantesche fasce di acqua color turchese. Molti scienziati sono convinti che i gas siano rilasciati dal fitoplancton in decomposizione.
Due anni fa, Andrew Bakun dell'Università di Miami e Scarla Weeks dell'Università di Cape Town avevano notato una breve pausa nell'attività eruttiva che era coincisa con una crescita delle popolazioni locali di sardine. Ora hanno ipotizzato che milioni di sardine abbiano divorato il fitoplancton che altrimenti avrebbe invaso il fondale marino, riducendo così la produzione di gas.
Questo collegamento deve ancora essere provato, ma Bakun è convinto che il caso della Namibia possa servire da avvertimento per altre aree, come il Marocco e la California, le quali sperimentano eruzioni gassose simili che potrebbero rivelarsi letali per la vita marina se i cambiamenti climatici globali favorissero l'esplosione del fitoplancton.

Le spine dei ricci di mare
Si formano a partire da materiale amorfo che si trasforma in cristallo in poche ore

Le spine del riccio di mare rappresentano un capolavoro di ingegneria: composte da un singolo cristallo, dalla base alla punta aguzza, ricrescono nel giro di pochi giorni dopo essere state spezzate. Ora un gruppo di ricercatori del Weizmann Institute of Science ha scoperto il loro segreto. Anche se molti cristalli

crescono a partire da atomi o molecole che si dissolvono in un liquido (zucchero e sale sono gli esempi più familiari), Lia Addadi e Steve Weiner hanno scoperto che i ricci di mare usano una differente strategia. Il materiale delle spine viene prima ammassato in una forma non cristallina, chiamata "carbonato di calcio amorfo" (CCA). Pacchetti di CCA fuoriescono dalle cellule che circondano la base della spina rotta e vengono spinti su fino all'estremità in crescita. Entro poche ore da quando arriva sul luogo, il materiale amorfo (composto da molecole disorganizzate ma densamente ammucchiate) si trasforma in cristalli di calcite, dove le molecole si allineano in una struttura ordinata.
Addadi, Weiner e colleghi hanno usato quattro metodi di ricerca differenti, fra cui due tipi di microscopia elettronica, per studiare il CCA mentre viene depositato e trasformato in cristallo. "Ci siamo chiesti - ha affermato Weiner - perché gli scienziati non erano mai riusciti ad osservare un processo che sembrerebbe molto semplice. In effetti, poiché il CCA è una fase transitoria, abbiamo dovuto sviluppare nuovi metodi per individuarlo prima che sparisse". Lo studio è stato descritto in un articolo pubblicato sul numero del 12 novembre 2004 della rivista "Science".

L'inquinamento uccide i coralli
Due delle specie più comuni nel Mar dei Caraibi sono ormai scomparse

Nel Mar dei Caraibi le barriere coralline continuano a morire rapidamente. John Bruno, docente di scienze marine all'Università del North Carolina di Chapel Hill e colleghi di altre università americane ritengono di aver identificato una delle cause del disastro. I risultati di esperimenti sul campo condotti al largo della penisola dello Yucatan, in Messico, dimostrano che i numerosi nutrienti chimici scaricati e versati nel mare possono aggravare le malattie dei coralli. Lo studio è stato descritto sul numero di dicembre della rivista "Ecology Letters".
"Negli ultimi vent'anni - spiega Bruno - il declino delle barriere coralline caraibiche è aumentato in modo drammatico per la diffusione di malattie ed epidemie. In meno di un anno le due specie più comuni, che ricoprivano dal 60 al 70 per cento del fondale, sono state spazzate via, diventando praticamente estinte e modificando forse per sempre la struttura di queste comunità marine".
Per mettere alla prova l'ipotesi dei nutrienti chimici, Bruno e colleghi sono andati a cercare appositamente i funghi Aspergillus, che provocano la morte della gorgonia a ventaglio e di due specie di coralli Montastraea attraverso una malattia nota come aspergillosi. "Abbiamo scoperto - afferma Bruno - che anche incrementi modesti nella concentrazione dei nutrienti possono aumentare la mortalità dei tre coralli caraibici più importanti facilitando la diffusione delle malattie". Le sostanze provengono, fra le altre cose, dai fertilizzanti ricchi di azoto e fosforo usati dagli agricoltori.

Batteri fotosintetici marini
L'esistenza di questi organismi sta costringendo gli oceanografi a ripensare il modello della catena alimentare

Le nuove tecnologie genetiche sviluppate negli ultimi anni stanno ora prendendo la via del mare e aiutano i biologi a scoprire e identificare nuovi ruoli dei batteri che popolano gli oceani. Uno studio svolto dai microbiologi del Monterey Bay Aquarium Research Institute e pubblicato sulla rivista Nature ha permesso di scoprire nel plancton oceanico nuovi gruppi di batteri fotosintetici privi di clorofilla.
Secondo Ed DeLong, che ha partecipato ricerca, sono tempi eccitanti per le scoperte genetiche negli oceani, perché sta cambiando completamente la visione di quali sono i batteri che svolgono la fotosintesi e di come effettivamente convertano l'energia solare in nutrimento per le altre creature marine.
In questo studio i ricercatori hanno analizzato i geni di batteri che si trovano nell'Oceano Pacifico centrale. Così è stato possibile scoprire che un gran numero di geni fotosintetici, che prima si pensava non fossero importanti nel plancton marino, è in realtà piuttosto comune nelle acque marine. Fino a ora si pensava che i principali gruppi fotosintetici degli oceani appartenessero tutti al fitoplancton dotato di clorofilla. Questa ricerca ha però identificato gruppi di batteri fotosintetici che non contengono clorofilla ma sono comunque ecologicamente importanti. L'esistenza di questi organismi sta costringendo gli oceanografi a ripensare il modello della catena alimentare marina.

Il declino dei coralli
Un programma di monitoraggio delle barriere durato cinque anni mette in allarme i naturalisti

Per oltre dieci anni, i biologi marini hanno sostenuto che le barriere coralline del mondo si stanno deteriorando. Le loro prove, spesso osservazioni di coralli morti o in sofferenza, sono state realmente allarmanti, ma aneddotiche. Ora un estensivo studio durato cinque anni, che ha coinvolto 5000 volontari, ha documentato questo declino oltre ogni ragionevole dubbio. Ha anche mostrato che sia i pesci sia gli invertebrati necessari all'ecologia delle barriere coralline stanno scomparendo.
Le prime campane di allarme a proposito delle barriere coralline suonarono nel 1990, quando sembrava che il riscaldamento globale stesse uccidendo le alghe di cui i coralli si nutrivano. I ricercatori capirono più tardi che anche altre attività umane, l’edilizia costiera, la pesca eccessiva e l'inquinamento, potevano avere effetti devastanti. Ma le conclusioni erano sempre in qualche modo deboli, perché erano state studiate solo poche barriere coralline, e ancora meno erano state studiate per lunghi intervalli di tempo. Questo è il motivo per cui nel 1997 Gregor Hodgson, dell'Università della California a Los Angeles e i suoi colleghi reclutarono 500 pescatori e sommozzatori per studiare sistematicamente l'ambiente marino, dando vita al programma Reef Check. Il progetto crebbe e ora riguarda 1500 barriere coralline nel mondo. In ciascun sito, volontari e ricercatori hanno stimato il rapporto fra i coralli vivi e quelli morti, valutato l'impatto delle attività umane e contate le specie di pesci e di invertebrati. I risultati di questo studio sono stati pubblicati questa settimana in un rapporto consultabile in Internet presso il sito del Reef Check.
“La situazione è grigia - sostiene Jennifer Liebeler, coordinatrice del progetto. - In tutte le specie prese in considerazione sono stati osservati declini significativi. E soltanto metà dei siti, per la maggior parte dei casi molto lontani dalle attività umane, hanno un quantità adeguata di coralli duri, che costituiscono le barriere.

Il ciclo marino dei metalli pesanti
Le dafnie fanno da collegamento tra alghe e animali marini

Un gruppo di biologi del Darthmouth College di Hanover, nel New Hampshire, Stati Uniti, ha compiuto un passo importante verso la comprensione di come i metalli pesanti, in particolare il mercurio, si muovono attraverso la catena alimentare acquatica. I risultati, che verranno pubblicati il 2 aprile sulla rivista “Proceedings of the National Academy of Sciences”, suggeriscono l’esistenza di un legame fra la quantità di alghe nell'acqua e quella di mercurio che finisce nella catena alimentare. La scoperta potrebbe spiegare come mai i livelli di mercurio nei pesci sembrano non essere direttamente collegati a quelli presenti nell'acqua.
In un esperimento controllato, i ricercatori hanno seguito il ciclo del mercurio, dalla dispersione nell'acqua, all’assorbimento da parte delle alghe fino al consumo da parte di piccoli animali chiamati dafnie, che si nutrono di alghe. Le dafnie fanno parte dello zooplancton e rappresentano un'importante fonte di cibo per molte specie di pesci.
Mentre il mercurio non è pericoloso per le dafnie o per i pesci, almeno nelle concentrazioni normalmente presenti in natura, il suo accumulo nei tessuti rappresenta un grande problema per gli esseri umani e altri animali che si nutrono di pesci.
Lo studio ha scoperto che in presenza di una grande quantità di alghe, la concentrazione di mercurio in esse risulta essere minore e le dafnie non sono esposte ad alti livelli del metallo. Viceversa, in ecosistemi con meno alghe le dafnie assumono più mercurio.
"Ora - ha spiegato Paul Pickhardt, principale autore dello studio – siamo in grado di capire più a fondo la connessione fra il mercurio nell'acqua e quello nei pesci. Sospettavamo che il legame fosse in un alga, ma pochi laboratori avevano la tecnologia per compiere simili misure. Con le nostre tecniche abbiamo raggiunto una sensibilità al mercurio 50 superiore a quella di qualsiasi altro metodo."

Energia dal fondo del mare
In un test, è stata misurata una potenza di 0,02 milliwatt

I biologi conoscono da anni il potenziale energetico intatto che si trova sul fondo degli mari, dove microbi convertono la materia organica in molecole ricche di elettroni, producendo un potenziale elettrico fra il fondo e le acque sovrastanti, povere di elettroni. Alcuni mesi fa, un gruppo di ricercatori riferì che elettrodi immersi in un acquario, colonizzato da particolari batteri, potevano produrre abbastanza energia elettrica da far funzionare un calcolatore tascabile. Ora alcuni di questi ricercatori hanno provato a immergere un nuovo dispositivo nelle acque di alcuni porti dell'Oregon e del New Jersey. Guidato da Leonard Tender, del Naval Research Laboratory di Whashington, il gruppo ha costruto gli elettrodi con due dischi di grafite di 14 centimetri di diametro e traforati, in modo da aumentare la superficie a disposizione delle reazioni chimiche. Un disco è stato sepolto nei sedimenti, mentre l'altro è stato posizionato nelle acque sovrastante. I batteri che crescono sulla piastra sepolta pompano elettroni nell'elettrodo, man mano che consumano materia organica. Le molecole di ossigeno nell'acqua assorbono gli elettroni disponibili nell'elettrodo superiore, dando origine a una corrente che fornisce circa 0,02 milliwatt di potenza, come i ricercatori hanno riferito sulla rivista "Nature Biotechnology".
Secondo Paul Chandler, del Monterey Bay Aquarium Research Institute, in California, che progetta strumenti oceanografici, i sensori spesso non vengono posizionati in luoghi remoti per il semplice costo della sostituzione delle batterie, e questa scoperta potrebbe estendere le aree che i ricercatori possono studiare.

Decolorazione del corallo: un’epidemia
Il fenomeno sarebbe causato dalle temperature record dell'acqua misurate fin dall'inizio dell'anno

Un'epidemia di decolorazione del corallo sta provocando enormi danni nella Grande Barriera Corallina australiana, la più grande del mondo, per la seconda volta in soli quattro anni. Secondo le notizie, l'epidemia si sta diffondendo per le isole coralline del Pacifico meridionale.
La decolorazione del corallo avviene quando le alte temperature del mare forzano le alghe che contengono i pigmenti ad abbandonare i polipi. Normalmente, il corallo decolorato si riprende nella successiva stagione fredda, ma se le alghe vengono perdute completamente allora il corallo muore e si disgrega. Rapporti riguardanti l'epidemia sono giunti da Thaiti, dalle isole Cook, dalla Nuova Caledonia e dalle isole Fiji.
"Ci vorrà molto tempo per avere una piena conferma delle dimensioni del disastro," dice Thomas Goreau, del Global Coral Reef Alliance.
La decolorazione è stata causata dalle temperature record dell'acqua misurate fin dall'inizio dell'anno.
"Praticamente tutta la Grande Barriera Corallina era due gradi sopra la media dall'inizio di gennaio fino alla metà di marzo," dice Goreau. "Questo periodo è stato più caldo e più lungo della decolorazione che colpì le Maldive, le Seychelles e la barriera corallina australiana occidentale nel 1998."
Le alte temperature sembrano essere collegate al verificarsi di un nuovo El Niño, lo stesso evento climatico che causò anche la decolorazione del 1998.

Come si allarga il fondo marino
La propagazione delle dorsali oceaniche è preceduta da piccoli terremoti.

Il Rialzo delle Galapagos, sito caratterizzato da un’estensiva attività vulcanica nell’Oceano Pacifico equatoriale orientale, ha fornito eccezionali risultati per una ricerca nel campo della tettonica a placche.
Jaqueline Floyd e colleghi, dell’osservatorio terrestre Lamont-Doherty della Columbia University, stanno introducendo un nuovo modello per il processo di propagazione delle dorsali oceaniche, responsabile dell’allargamento del fondo marino e della conseguente formazione di bacini oceanici. Lo studio è pubblicato dalla rivista “Science”.
Facendo uso di dati registrati da recenti terremoti, che non erano disponibili nei precedenti modelli, i ricercatori mostrano che la propagazione deiie dorsali oceaniche è preceduta da un complesso processo di rottura e attività vulcanica che permette alla dorsale di allungarsi stabilmente nella fragile crosta della litosfera dell’oceano, indipendentemente dalle forze resistenti che erano ipotizzate nei modelli precedenti.
“Le dorsali oceaniche - commenta Floyd - venivano idealizzate come perfette fenditure nella crosta oceanica, ma i nostri risultati mostrano che la sismicità e la struttura della crosta attorno alla cima della dorsale è più complessa.”
Esaminando i dati dei terremoti e la topografia della zona, i ricercatori hanno osservato che la propagazione è preceduta da terremoti di piccola intensità e da piccole fenditure, seguiti dall’emergere di magma che porta all’allargamento del fondo marino. Per illustrare la propria interpretazione, gli autori hanno realizzato anche un modello al computer.

Spugne o coralli?
I resti fossilizzati sono tubuli di pochi millimetri di diametro

I resti di quelle che sono stati probabilmente le prima sofisticate forme di vita a popolare la Terra, forse spugne o coralli, sono stati scoperti da nella Namibia meridionale. Le parti dure di questi organismi vissuti circa 550 milioni di anni fa sono molto più complesse di qualsiasi altro organismo risalente a quel periodo. "Questo - dice Rachel Wood, del Schlumbergher Cambridge Research, in Inghilterra - fu un perido cruciale nell'evoluzione della vita, in cui gli organismi pluricellulari iniziarono a sviluppare uno scheletro. Quelli appena trovati hanno un guscio molto più complesso altri trovati finora. Sono anche molto grandi e possono raggiungere un dimensioni di un metro." Wood e i suoi colleghi hanno descritto la scoperta sulla rivista "Science".
Per ora, ciò che si sa è che il Namapoikia reitogensis viveva nelle fratture delle rocce sottomarine. Ciò che ne rimane è una serie di tubuli di pochi millimetri di diametro. Queste parti dure sono realmente biomineralizzate e non sono solo parzialmente dure, come gli scheletri di altri organismi di quei tempi. Incerta però è la loro funzione. Nel caso si trattasse di un corallo, ogni tubo conteneva probabilmente un polipo dotato di tentacoli. Se invece era più simile a una spugna, i canali servivano a filtrare l'acqua per estrarne nutrienti.

Un'eccezionale morìa di animali marini
Inaspettatamente, l'evento si è verificato in una regione caratterizzata da forti venti

Nel corso della settimana passata, sulle spiagge del Kenya e della Somalia si sono ammassati migliaia di animali marini morti, probabilmente avvelenati da una proliferazione di alghe tossiche. Tartarughe, squali, polpi, tonni, razze e altri animali sono stati trovati morti lungo quasi mille chilometri di coste dell'Oceano Indiano e l'evento è stato riportato dal WWF.
Si tratta della più importante morìa di animali marini mai registrata lungo le coste orientali dell'Africa e il killer più probabile è una proliferazione di alghe tossiche, che ha fatto diventare leggermente rossastre le acque. il fenomeno avviene normalmente quando le acque superficiali dell'oceano sono calde, hanno un alto contenuto di nutrienti e sono calme. In questo caso, però, l'evento si è verificato in una regione caratterizzata da forti venti. Per evitare un possibile avvelenamento, i pescatori hanno interrotto ogni attività, in attesa di conoscere i risultati dell'analisi degli animali morti.
Simili maree rosse sono abbastanza comuni negli Stati Uniti, lungo le coste dell'Oceano Pacifico, nei Caraibi, in Giappone, in Scandinavia, e avvengono annualmente in Sud Africa.

Il rimescolamento degli oceani
Le maree sotto la superficie si spostano con onde alte 300 metri

L'attrazione gravitazionale della Luna non è responsabile solo delle maree che osserviamo in superficie, ma crea negli oceani anche onde profonde, che si frangono, per esempio, lungo i 3000 chilometri di costa delle isole Hawaii. Secondo alcuni geologi dell'Università di Washington, l'energia di queste potrebbe aiutare a rimescolare le acque dell'oceano, anche quelle piuttosto lontane dall'arcipelago. La prima osservazione del flusso di energia di questa marea profonda è stata presentata da Tom Sanford e Eric Kunze al congresso dell’American Geophysical Union.
Con onde alte anche 300 metri che viaggiano sotto la superficie, le maree interne presso l'arcipelago hawaiano e altri punti caldi potrebbero spiegare il rimescolamento del 90 per cento delle acque degli oceani del mondo. In particolare, il rimescolamento delle acque fredde e di quelle calde svolge un ruolo importante nella circolazione oceanica globale e nel trasportare sostanze nutrienti dalle profondità oceaniche fino alla superficie, dove possono essere utilizzate dal plancton.
Secondo le stime, lontano dalla terraferma il rimescolamento è molto debole ed è proprio per questo che Sanford e Kunze ipotizzarono, meno di dieci anni fa, che esso potesse aver luogo in zone in cui le maree superficiali attirano acque profonde attorno alle strutture del fondo marino. La topografia dell'arcipelago hawaiano, in particolare, abbonda in strutture sommerse, montagne e canali. Inoltre, mentre la maggior parte delle correnti di marea scorrono parallelamente lungo le coste continentali, l'arcipelago viene colpito quasi direttamente. Dove il fondo marino è più ricco di strutture, il tasso di rimescolamento può essere anche 1000 volte più alto che in altre zone.

L'energia delle sorgenti termali nel fondo dell'oceano
La presenza di lava non è necessaria a spiegare le temperature tra 40 e 70 gradi

L'attività tettonica terrestre provoca la formazione di catene montuose sul fondo degli oceani e riscalda acqua che sgorga da sorgenti lungo la cima di queste dorsali. Tuttavia, alcune sorgenti idrotermali si trovano molto lontane dal centro delle dorsali, e delle loro riserve di lava. Ora, un modello matematico ha supportato l'idea secondo cui la fonte di energia di queste sorgenti è una reazione chimica fra l'acqua marina e le rocce che affiorano dalle profondità del pianeta.
I geologi hanno scoperto da anni l'effervescente miscuglio che deriva dalla reazione fra l'acqua marina e la peridotite, una roccia verdastra che spesso risale dal mantello alla crosta terrestre. Il risultato della reazione è una roccia saponosa nota come serpentino. Ma Robert Lowell, Georgia Institute of Technology di Atlanta dice di non aver mai creduto che la reazione potesse produrre abbastanza calore da dare origine a una sorgente idrotermale, almeno fino a quando una di queste sorgenti fu scoperta, nel 2000, nell'Oceano Atlantico, proprio in corrispondenza di una regione ricca di peridotite e molto lontana dai vulcani della dorsale. Le acque di questa sorgente hanno una temperatura compresa fra 40 e 70 gradi, molto più modesta rispetto ai due o trecento che si osservano nelle sorgenti vicino alla lava, suggerendo che effettivamente essa venga riscaldata attraverso un processo diverso.
Così, Lowel e Peter Rona, dell'Università di New Brunswick, in New Jersey, si sono messi al lavoro per determinare l'intervallo di temperature che si potrebbero misurare in una sorgente idrotermale in cima a un ammasso di peridotite. Essi hanno calcolato il calore rilasciato da ogni chilogrammo di peridotite convertito in serpentino e stimato la velocità con cui l'acqua si muove nel sistema. Si è così visto che effettivamente la presenza della lava non è necessaria a spiegare le temperature osservate nella sorgente scoperta nel 2000, temperature che possono essere raggiunte solo con la reazione fra l'acqua marina e la peridotite, come i ricercatori hanno spiegato in un articolo pubblicato sulla rivista “Geophysical Research Letters”.

Uno squalo raro

Un raro squalo dalla bocca gigantesca, sconosciuto alla scienza fino al 1976, è stato trovato su una spiaggia sudafricana a circa 400 chilometri da Città del Capo. «Siamo molto eccitati, perché si tratta del terzo esemplare femmina mai scoperto e non sappiamo praticamente nulla a proposito della sua biologia, per cui non vediamo l'ora di sezionarlo e studiarlo,» ha raccontato Vic Cockroft, del Centro sudafricano per lo Studio dei Delfini.
L'esemplare, lungo 3,5 metri e del peso di 300 chilogrammi, è il primo di questa specie mai trovato in Sud Africa. «Non si vedono spesso perché di solito vivono molto al largo nutrendosi di plancton. Non siamo sicuri neppure del loro numero... non abbiamo alcuna informazione su quanti ce ne sono,» spiega Cockroft.
Fin da quando la specie fu scoperta, al largo delle Hawaii, sono stati trovati solo dodici esemplari di questo animale, quasi tutti maschi. Gli altri sono stati trovati in California, in Giappone, nelle Filippine, in Senegal, in Indonesia e in Australia. Nonostante le impressionanti dimensioni della sua bocca, questo squalo è totalmente innocuo per gli esseri umani, poiché si nutre esclusivamente di plancton.

Vampiri sottomarini
Si tratta di una specie di policheti, che si ciba del sangue degli altri animali

Un piccolo verme che vive attorno alle sorgenti idrotermali del fondo oceanico succhiando sangue ai pesci che gli capitano a tiro è l'ultimo arrivato nella lista delle bizzarre creature delle profondità oceaniche. Il Galapagomystides aristata è lungo meno di quattro centimetri, e fu scoperto già 15 anni fa ma solo ora Cheryl Jenkins e Cindy Lee Van Dover, del College of William and Mary, di Williamsburg, in Virginia, lo hanno studiato a fondo. Le nuove scoperte verranno presto presentate su «Invertebrate Biology».
Le ricercatrici hanno scoperto quasi immediatamente che gli intestini del verme erano pieni di sangue, che inizialmente hanno pensato appartenere all'animale stesso. Nel sangue erano però presenti anche minuscoli cristalli, la cui funzione ha rappresentato per un po' un mistero. Alcuni animali, ma non i policheti, immagazzinano i minerali tossici che si accumulano nel loro organismo in minuscoli aggregati noti come sferocristalli. Proprio per questo le ricercatrici hanno suggerito che i cristalli provengono probabilmente da altre creature, da cui sono stati succhiati insieme al sangue.
Tra i vermi policheti, di cui fa parte G. aristata, gli organismi che si nutrono di sangue sono molto rari, e questa è la prima mai trovata nell'ambiente delle sorgenti idrotermali. Proprio per questo alcuni ricercatori sono ancora scettici e aspettano altre prove, prima di accettare questa teoria. Per ora però non è stato neppure possibile individuare da quali animali provenga il sangue.

Le onde accoppiate degli oceani
Sono state studiate sfruttando i dati di un osservatorio sismico sottomarino

Un nuovo tipo di onda oceanica, in grado di scambiare in continuazione energia fra il fondo del mare e l'acqua che si trova appena sopra, è stato scoperto dalla ricercatrice Cinna Lomnitz, dell'Università del Messico e dall’oceanografo americano Rhett Butler. L'onda è stata osservata grazie ai dati provenienti da un osservatorio sismico posto sul fondo dell’Oceano Pacifico.
Lomnitz aveva immaginato la possibile esistenza di queste cosiddette onde accoppiate già dal disastroso terremoto che colpì Città del Messico nel 1985. Le onde più distruttive propagarono attraverso gli strati di fango sotto la città, provocando il collasso di molti edifici. Le onde che propagano negli oceani a seguito dei terremoti sono simili.
Al tempo del terremoto di Città del Messico, Lomnitz ritenne che la distruzione fu così estesa a causa del fatto che Città del Messico è costruita su un letto di sabbia, il che ha permesso a un tipo di onda sismico non ancora conosciuto di viaggiare con poca difficoltà. “Si tratta di un'onda accoppiata, – spiega Lomnitz – cioè di due onde che si scambiano continuamente energia. Simili onde sono ben note in molte aree della fisica. Per esempio, in un antenna un segnale radio si accoppia con un'onda elettrica”.
Lomnitz sospettava che simili onde potessero viaggiare lungo il fondo degli oceani e ha contattato Rhett Butler dopo aver visto la qualità dei dati di Hawaii-2, un osservatorio sottomarino recentemente installato a metà strada fra le isole Hawaii e la California.
Grazie a queste osservazioni è stato possibile individuare il nuovo tipo di onda oceanica, che i ricercatori hanno classificato come una forma della cosiddetta onda di Rayleigh, che propaga lungo le superfici dei solidi. Tecnicamente, si tratta di un’onda acustica accoppiata a un'onda di Rayleigh, che scambia costantemente energia fra le onde nel fondo del mare e l'acqua immediatamente sovrastante. “Il fenomeno dell'accoppiamento delle onde è affascinante. – dice Lomnitz – Una sua maggiore comprensione potrebbe aiutare nella prevenzione dei danni in caso di futuri terremoti”.

I cavallucci di mare diventano protetti
Attualmente vengono venduti vivi per gli acquari o seccati per la medicina tradizionale asiatica

Durante l'assemblea del Convention on International Trade in Endangered (CITES), in corso di svolgimento a Santiago del Cile, i delegati hanno deciso di proteggere tutte le 32 specie note di cavallucci marini dal commercio che ne minaccia l'estinzione. La decisione non impedisce il commercio di questi animali, ma forza le nazioni a controllarlo più strettamente per assicurare con non ponga rischi alle loro popolazioni. Ogni Paese dovrà quindi, con l'aiuto del CITES, certificare che tutte le catture e le vendite siano regolari. Durante il dibattito, alcuni delegati hanno dimostrato che il commercio rappresenta una seria minaccia per le varie specie. In effetti, la grande domanda ha fatto sì che molte popolazioni siano già in rapido declino.
"Essi raggiungono quotazioni che sono molto, molto più alte del prezzo dell'argento, avvicinandosi al prezzo per chilo dell'oro," dice Amanda C. J. Vincent, direttore del Project Seahorse.
I cavallucci marini, che hanno dimensioni variabili da uno a trenta centimetri, vengono venduti principalmente vivi per gli acquari o seccati per la medicina tradizionale asiatica. Nel 2000, la sola Asia ha infatti comperato 70 tonnellate di questi animali essiccati, rispetto alle 40 di soli cinque anni prima. Circa 105 nazioni hanno cavallucci marini nelle proprie acque, Italia compresa, e 69 sono coinvolte nel commercio. I più forti esportatori di cavallucci marini vivi sono l'Indonesia, le Filippine e il Brasile, mentre gli Stati Uniti e l'Europa occidentale sono i maggiori importatori. Gli animali secchi provengono invece da Thailandia, India, Filippine, Vietnam e Messico, e la domanda è concentrata in Cina e Hong Kong.

Come progettare una riserva marina
Lo studio si è concentrato sul Mare di Cortés nella Baja California

Uno studio apparso sulla rivista “Science”, opera di ricercatori dell’Istituto di Oceanografia Scripps dell’Università di California di San Diego, potrebbe costituire un nuovo e potente strumento nella progettazione e nell’istituzione delle aree marine protette. Lo studio, che ha richiesto centinaia di immersioni, analisi scientifiche, ricerche e sviluppo di software dedicato, ha visto la collaborazione dell’Universidad Autonoma de Baja California di La Paz, in Messico, in Messico, e del WWF.
Le reti di riserve, che uniscono più aree dove le specie sono protette, costituiscono un importante strumento per la conservazione della vita marina. In anni recenti sono sorte molte teorie su come realizzare queste reti nel migliore dei modi. Tuttavia, le applicazioni su larga scala nel mondo reale sono ancora rare.
Il progetto dello Scripps si è concentrato sul Golfo della California (o Mare di Cortés), il tratto di mare fra la Baja California e il Messico continentale. Biologicamente molto ricco, questo golfo ospita quasi 900 specie di pesci e più di 30 specie di mammiferi marini. I ricercatori hanno raccolto dati sulla biodiversità e sugli habitat della costa rocciosa del golfo grazie a numerosi sopralluoghi, immersioni e analisi. Una volta a conoscenza degli importanti processi ecologici della regione, tutte le informazioni sono state inserite in un computer per determinare il numero e la posizione delle riserve in grado di ottimizzare la conservazione e di evitare conflitti sociali con gli interessi dei pescatori e delle comunità dei residenti.

Come si muovono i gamberi
La locomozione dei crostacei è stata studiata analizzando il sistema nervoso

Grazie a modelli ed esperimenti al computer, un gruppo di ricercatori dell’Università della California di Davis ha identificato i neuroni e le connessioni che sono necessari ai gamberi per poter nuotare.
“Il sistema nervoso che controlla la locomozione - spiega il neurobiologo Brian Mulloney - è ben definito e abbastanza stabile per diversi gruppi di animali. Perciò il gambero è un buon modello per sistemi nervosi più complessi come il midollo spinale dell’uomo.”
Il gambero nuota battendo due pinne o organi natatori su ciascun segmento del corpo. Le pinne si muovono in sequenza, cominciando dalla parte posteriore dell’animale e muovendosi in avanti. I movimenti di ogni segmento mantengono una precisa differenza di tempo, mentre variano in velocità e forza. Per mantenere i movimenti nella giusta sequenza, il sistema nervoso dell’animale deve integrare segnali provenienti da ciascuno dei differenti segmenti con i segnali del cervello.
Il gruppo di Mulloney ha lavorato con i matematici Stephanie Jones e Frances Skinner per costruire modelli matematici del sistema nervoso dei gamberi. i modelli sono stati usati per progettare esperimenti in cui venivano registrati gli impulsi nervosi degli animali. Essi hanno mostrato che il sistema degli arti natatori è formato da otto moduli di 70 neuroni ciascuno. Si è potuto scoprire così quali neuroni sono necessari a completare il circuito e quali cellule sono connesse.

Crescita dei coralli e cicli climatici
Negli ultimi 7000 anni il ciclo periodico della temperatura dell’Oceano Atlantico è cambiato

Come i tronchi degli alberi, anche gli strati dei coralli forniscono molte indicazioni ai naturalisti. Non soltanto sull’età dell’animale, ma anche a proposito delle dinamiche dell’oceano in cui sono cresciuti.
Ricercatori della Penn State University e dell’Università di Miami hanno esaminato coralli della specie Montastraea annularis, sia vivi sia fossili, per vedere se il carbonato di calcio del loro scheletro potesse far luce sulla temperatura e la salinità dell’Oceano Atlantico. “A differenza del Pacifico - spiega Lisa Greer, assistente di geoscienze - ci sono stati finora ben pochi studi che hanno usato i coralli per ottenere informazioni sulle dinamiche del clima di questa regione.”
Alcuni coralli crescono come alberi, formando ogni anno uno strato completo con diverse densità di carbonato di calcio. Anche se non tutti i coralli creano anelli, alcuni lo fanno.
I ricercatori hanno investigato la relazione fra gli isotopi stabili o non radioattivi dell’ossigeno nel carbonato di calcio del corallo. Il rapporto fra gli isotopi dipende dalla temperatura dell’acqua dove il corallo è cresciuto e dalla sua salinità. Se l’acqua è più calda, il corallo incorpora più ossigeno normale nella sua struttura, mentre se è più fredda sarà presente una quantità maggiore dell’isotopo più pesante.
Le informazioni sulle dinamiche del clima dell’Atlantico sono necessarie per progettare modelli globali o regionali. I dati annuali medi dal 1935 al 1994 mostrano una forma sinusoidale, con una composizione negli isotopi dell’ossigeno periodica con un picco ogni 12 o 15 anni. Dai coralli fossili è risultato che il ciclo, in passato, era più lungo e presentava un periodo dai 16 ai 20 anni.

Cirripedi in pericolo
Anche gli occhi di altri crostacei possono essere danneggiati dalle radiazioni

La radiazione ultravioletta, sempre più intensa a causa dell’assottigliarsi dello strato di ozono sugli oceani, sta accecando le larve dei cirripedi, i minuscoli crostacei marini, minacciando la loro sopravvivenza e quella di interi ecosistemi costieri.
Le larve nuotano verso la superficie dell’oceano grazie ai recettori per la luce presenti nei loro occhi. I crescenti livelli di radiazione ultravioletta, in grado di penetrare nel loro guscio, possono danneggiare le cellule della retina delle larve, impedendo loro di procurarsi il cibo.
La scoperta, fatta da biologi della City University di Hong Kong, potrebbe in parte spiegare il grande declino della popolazione dei cirripedi che si è verificato ad Hong Kong sin dagli anni settanta.
La morte delle larve potrebbe influenzare l’intera catena alimentare, perché esse forniscono elementi nutritivi ed energia a diversi predatori, come granchi o piccoli pesci. “Se la popolazione di cirripedi continuerà a calare – spiega il biologo Doris Au - la stabilità dell’intera rete alimentare marina potrebbe essere disturbata”.
Anche gli occhi di aragoste, granchi e gamberi potrebbero essere danneggiati. “Dovremmo fare attenzione agli effetti delle radiazioni ultraviolette sulla vita marina, – afferma Benno Meyer-Rochow, dell’Università internazionale di Brema, in Germania – anche se non c’è ancora motivo di farsi prendere dal panico. È possibile che gli organismi più sensibili alle radiazioni vengano spazzati via, lasciando sopravvivere e propagare gli individui con maggiore tolleranza”.

Chiang, W. L., Au, D. W. T., Yu, P. K. N. & Wu, R. S. S. UV-B damages eyes of barnacle larvae and impairs their photoresponses and settlement success. Environmental Science & Technology, 37, 1089 - 1092, (2003).

Una dispensa nello stomaco
L’osservazione di esemplari di Possession Island, in Namibia, conferma una strana caratteristica dei pinguini

I maschi dei pinguini reali possiedono uno “stomaco antibatterico” che funziona come una dispensa, per immagazzinare il cibo e mantenerlo fresco fino a tre settimane. È la sorprendente scoperta di un gruppo di scienziati francesi del CNRS di Strasburgo.
Questa caratteristica, unica fra i maggiori vertebrati, garantisce un approvvigionamento regolare per i pulcini quando il cattivo tempo impedisce alle femmine di ritornare presto dalla pesca.
Cécile Thouzeau e colleghi hanno analizzato i batteri presenti nello stomaco di sette pinguini reali (Aptenodytes patagonicus) in Namibia. Gli animali stavano incubando uova e conservando cibo. I pinguini reali hanno una dieta di pesce e calamari ricca di proteine, l’ideale per la crescita di microbi gastrointestinali.
“La temperatura gastrica - scrive Thouzeau sulla rivista “Polar Biology” - era attorno ai 38° C e il pH dei campioni conservati era 4, due condizioni favorevoli alla crescita dei batteri”. Ma quando gli scienziati hanno analizzato i campioni, hanno scoperto molti batteri morti o deformati, a differenza di quelli presenti normalmente negli uccelli che digeriscono il cibo.
“I risultati - spiega Thouzeau - confermano l’idea che possano esistere fattori che inibiscono la crescita dei batteri quando i pinguini conservano il cibo nello stomaco”. Secondo i ricercatori, gli animali sono in grado di controllare il processo di conservazione rilasciando agenti antibatterici nel loro tratto digestivo.

Il pH delle acque costiere e gli effetti sul fitoplancton
L’abbondanza di certe specie di dinoflagellati è significativamente correlata con l’acidità delle acque

Un importante fattore, spesso trascurato, nell’ecologia marina riguarda gli effetti delle variazioni di pH, il grado di acidità dell’acqua, sul tasso di crescita e sull’abbondanza del fitoplancton lungo le coste marine, alla base della catena alimentare nelle acque costiere.
Il valore di pH negli oceani aperti varia di pochissimo: questo non è invece vero per le acque costiere. In un articolo pubblicato sulla rivista “Marine Ecology Progress Series”, l’oceanografo Kenneth Hinga dell’Università di Rhode Island ha analizzato tutti gli studi disponibili, condotti sia in laboratorio sia sul campo, a proposito degli effetti del pH sul fitoplancton marino.
Il normale valore di pH negli oceani aperti è attorno a 8.1, cioè leggermente alcalino. Hinga ha scoperto che il pH delle acque marine presso le coste e nei tipici estuari varia da 7.5 a 8.5, con valori occasionali anche maggiori di 9 o minori di 7. Si tratta di dati significativi, perché hanno una diretta influenza sul tasso di crescita di molte specie. Quando i valori sono troppo alti o troppo bassi, solo le specie con maggiore tolleranza a questi valori riescono a crescere e alla fine dominano la comunità.
“I dati esistenti - commenta Hinga - suggeriscono di non ignorare l’importanza del pH nello studio dell’ecologia marina. Le comunità di fitoplancton, con un valore di pH pari a 9, fissano carbonio a una velocità dimezzata rispetto a un valore pari a 8 e questo influisce sull’abbondanza di certe specie.”

Ricchezze sotto il mare
Le sorgenti sottomarine portano metalli preziosi sul fondo del mare

Il geofisico Peter A. Rona, dell'Institute of Marine and Coastal Science della State University of New Jersey, ha presentato le sue scoperte sui minerali e i microbi portati sul fondo dell'oceano da sorgenti sottomarine. Pur avendo esplorato in dettaglio soltanto il 5 per cento dei fondali marini, lo scenario che sta emergendo è quello di un vasto sistema di motori naturali sottomarini, alimentati da sorgenti calde, che producono non solo ricchi depositi di minerali, ma habitat per particolari organismi amanti del calore. Rona ha passato più di 40 anni esplorando gli oceani ed ha pubblicato ora sulla rivista "Science" un lavoro intitolato "Risorse del fondo marino". Una delle scoperte di Rona è una collina ricca di metalli nel centro dell'Oceano Atlantico. "In costruzione da almeno 50.000 anni, - spiega lo scienziato - la collina è costituita in gran parte da combinazioni di rame, ferro, zinco, oro e argento. È stata prodotta da getti di acqua marina calda e ricca di metalli."
Secondo Rona, bisogna smettere di considerare gli oceani come semplici contenitori di minerali trasportati via dai continenti. Molto probabilmente circola più acqua sotto il fondo degli oceani che negli oceani stessi: "L'acqua marina fredda e densa penetra per chilometri attraverso la crosta. Quando raggiunge i caldi strati del mantello si scalda e risale con forza, dissolvendo i metalli dalle rocce circostanti." Quando fuoriesce, spesso è talmente ricca di minerali da apparire di colore nero, e raggiungendo le fredde acque oceaniche, i minerali condensano e creano strutture sul fondo. Oltre ai depositi di minerali, l'acqua fornisce habitat ed energia per i microbi amanti del calore. Questi contengono enzimi e composti bioattivi che possono essere usati in varie applicazioni, nei detergenti, nella conservazione del cibo e nella produzione di medicinali.

Un'alga che viene dal freddo
La ricerca potrebbe aiutare a mettere a punto vegetali più resistenti al freddo

In fredde lande innevate, che causerebbero la morte per la maggior parte delle piante del mondo, un'alga rossa ha instaurato un'esistenza sorprendentemente produttiva. Una migliore comprensione di come questa alga prosperi in condizioni così avverse potrebbe aiutare i ricercatori a mettere a punto vegetali più resistenti al freddo. Inoltre, si è visto che queste alghe potrebbero rappresentare una piccola ma significativa arma per assorbire l’anidride carbonica.
Amanti della montagna di tutto il mondo hanno riferito osservazioni della Chlamydomonas nivalis praticamente in tutti i continenti, con l'eccezione della sola Africa. Ma pochi ricercatori si sono occupati di questo strano organismo, dice Thomas Vogelmann, dell'Università del Vermont. Trasportare l'equipaggiamento necessario negli habitat remoti di questa alga è un problema e nessuno è ancora riuscito a farla crescere in laboratorio.
Per capire di più, Vogelmann e i suoi colleghi si sono diretti verso le Montagne Rocciose. Lì hanno potuto misurare il consumo di anidride carbonica dell'alga utilizzando scatole di plastica dotate di sensori. Si è visto così che le aree più ricche di quest’alga assorbono l’anidride carbonica a un ritmo del 10 per cento superiore a quello medio delle piante verdi, molto più di quanto si aspettassero. I risultati di queste misure sono stati descritti sui “Proceedings of the National Academy of Sciences”.

Problemi di ipossia per i pesci
Poco ossigeno può abbassare il tasso di sopravvivenza delle larve dei pesci

La scarsità di ossigeno nelle acque degli oceani può danneggiare i pesci non solo provocandone il soffocamento. Potrebbe anche impedire la loro capacità di riprodursi, mettendo a serio rischio la sopravvivenza di molte specie.
Uno studio sulle carpe suggerisce che l'ipossia, la riduzione dei livelli di ossigeno, provoca un danno endocrino. La scoperta aggiunge un nuovo nome alla lista degli agenti che potrebbero avere un effetto negativo sugli ormoni, che già include pesticidi, diversi tipi di steroidi e di metalli, e persino la luce ultravioletta. L'ipossia, che funesta diverse regioni acquatiche del globo, potrebbe rivelarsi la peggiore di tutte.
La ricerca, svolta da Rudolf Wu e colleghi della City University di Hong Kong, è stata pubblicata sul numero del 15 marzo della rivista "Environmental Science & Technology".
Nutrienti come l'azoto e il fosforo sono essenziali per la salute degli ambienti marini, ma un eccesso di elementi nutritivi può innescare una crescita eccessiva di alghe, che provoca un calo dell'ossigeno dissolto nell'acqua. L'eccesso di elementi nutritivi può essere dovuto ad attività umane come lo scarico di fertilizzanti o acque fognarie.
"L'ipossia è ovunque in crescita negli ultimi anni, - spiega Wu - in parte a causa dell'incremento di popolazione umana. Studiando le carpe, abbiamo notato che i pesci che vivono in acque con meno ossigeno presentano cambiamenti nei livelli ormonali e una diminuizione del tasso di riproduzione."

Proteggere le barche delle incrostazioni
La vernice permette agli scafi di pulirsi da soli dagli organismi che li incrostano

Le incrostazioni sugli scafi delle barche, che siano dovute a cirripedi e alghe oppure a batteri, costituiscono un grande problema per la navigazione. È stato stimato, per esempio, che le incrostazioni possono creare, durante il movimento delle navi in acqua, turbolenze tali da incrementare il consumo di carburante anche del 30 per cento.
Tradizionalmente i grandi armatori, e persino la Marina degli Stati Uniti, tentano di prevenire le incrostazioni dipingendo gli scafi con vernici contenenti rame o triorganotin, un composto a base di stagno. Ma queste vernici sono altamente tossiche e possono disperdersi in acqua, mettendo a repentaglio la vita marina. Il loro uso viene proibito sempre di più.
Un gruppo di ricercatori della Cornell University, nello stato di New York, ha ora sviluppato due tipi di vernice non tossica, una idrofila e una idrofoba, che prevengono con successo le incrostazioni, sia di batteri sia di cirripedi. Le vernici funzionano non soltanto minimizzando l'adesione degli organismi, ma anche mettendo gli scafi in grado di pulirsi da soli: mentre la nave si sposta in acqua a una velocità di 10-15 nodi, la turbolenza che si crea rimuove le alghe e i cirripedi.
I risultati dello studio, guidato da Christopher Ober, sono stati presentati il 27 marzo al convegno dell'American Chemical Society che si è tenuto a New Orleans. Ober si è occupato del problema negli ultimi dieci anni per conto dell'Office of Naval Research (ONR) degli Stati Uniti.

Il segreto degli squali
I pescecani pressurizzano la propria pelle per aumentare la spinta in acqua

Alcune specie di squali sono in grado di nuotare a velocità molto maggiori di quanto la morfologia del loro corpo consentirebbe. Il biologo Adam Summers, dell’Università della California, ha scoperto che essi raggiungono queste velocità modificando la rigidità del proprio corpo, pressurizzando la pelle spessa e inflessibile.
“Questo studio - ha affermato Summers - potrebbe contribuire a risolvere diverse questioni a proposito dell’evoluzione degli squali, in particolar modo chiarendo il motivo per cui gli squali hanno abbandonato uno scheletro osseo a favore di una struttura di cartilagine”. I risultati saranno presentati il 4 aprile al convegno annuale della Society for Experimental Biology all’Università di Southampton.
Le ultime ricerche rivelano che diverse specie di squali tengono a bada la flessibilità pressurizzando la propria pelle esterna. Summers ha effettuato misure di pressione per mezzo di trasduttori impiantati nei muscoli laterali di pescecani che nuotavano a diverse velocità in una vasca. “Si tratta - ha spiegato - dei primi dati di pressione ottenuti da pesci che nuotano liberamente”. L’esperimento ha rivelato che, man mano che la velocità di nuoto aumenta, cresce anche la pressione media nella pelle degli squali.
Un’alta velocità di nuoto dipende normalmente dalla rigidità del corpo, in grado di produrre la massima spinta attraverso l’acqua. La rigidità richiede una spina dorsale con poche vertebre. Eppure gli squali ne possiedono un gran numero (anche 180, nel caso dello squalo mako), il che significa meno rigidità e meno spinta in acqua.
Summers spera ora di studiare dopo i pescecani altre specie di squali, come i mako. Questo richiederebbe però di effettuare misure in mare aperto, cosa che presenta notevoli difficoltà.

Una caccia coi baffi
Quando i mammiferi colonizzarono i mari, alcune specie di delfini e di balene si adattarono al nuovo ambiente sviluppando un sistema di localizzazione mediante sonar

Quando i mammiferi iniziarono a colonizzare l'oceano, circa 50 milioni di anni fa, dovettero immediatamente affrontare la nuova sfida di imparare a cacciare nell'acqua. L'acuta vista che i loro antenati avevano sviluppato sulla terraferma per avvantaggiarsi della trasparenza dell'aria era poco utile nel nuovo elemento. I ricercatori si sono sempre chiesti quali nuove strategie furono sviluppate e, ora, si sono resi conto che parte della risposta è sempre stata sotto i loro occhi: gli animali impararono a usare i loro baffi.
Alcune specie di delfini e di balene si adattarono al nuovo ambiente sviluppando un sistema di localizzazione mediante sonar, che permette di «vedere» con le loro orecchie. Ma come facciano altri mammiferi privi di questo sistema a cacciare è rimasto a lungo un mistero. Numerosi ricercatori si sono però accorti che i baffi delle foche sono estremamente sensibili anche alla più piccola flessione.
Per verificare se i baffi possano rivelare le turbolenze prodotte dal passaggio di un pesce, Guido Dehnhardt della Ruhr University di Bochum e i suoi colleghi hanno addestrato due foche a inseguire un piccolo sottomarino a elica. Dopo che le foche hanno imparato il compito, i ricercatori hanno coperto agli animali sia gli occhi che le orecchie, prima di ripetere l'esercizio. Dopo aver spento anche l'elica per eliminare gli indizi acustici, i ricercatori hanno tolto le cuffie dalle orecchie degli animali e li hanno lasciati liberi di iniziare la ricerca. Anche con gli occhi chiusi, le foche hanno immediatamente iniziato a seguire il sottomarino. Nel corso degli esperimenti, i cui risultati sono stati pubblicati su «Science», le foche hanno perso il sottomarino solo il tre per cento delle volte. I ricercatori hanno poi provato a coprire anche i baffi degli animali, che non sono più stati in grado di seguire il sottomarino.

L'evoluzione delle balene
Le limitate dimensioni dei canali semicircolari impediscono ai cetacei di soffrire di vertigini

Un gruppo di ricercatori di varie nazionalità, guidato dal Hans Thewissen, del Northeastern Ohio Universities College of Medicine, ha scoperto che l'evoluzione dell'orecchio interno delle balene fu molto più rapida di quanto sospettato, permettendo agli animali di diventare completamente acquatici molto presto, durante l'evoluzione. La ricerca ha mostrato che i canali semicircolari, l'organo responsabile del senso dell'equilibrio, si erano già adattati alla vita acquatica circa 45 milioni di anni fa. Lo studio è stato descritto sulla rivista "Nature".
"Lo sviluppo evolutivo precoce di piccoli canali semicircolari da parte dei cetacei aprì ai mammiferi una nicchia ecologica completamente nuova e contribuì alla grande diversità dei comportamenti che vediamo oggi nelle balene," ha spiegato Rich Lane, direttore del programma di paleontologia della National Science Foundation americana, che ha finanziato la ricerca. "L'acquisizione di simili organi e abilità specializzati (come il cervello e l'andatura eretta degli esseri umani) fornisce meccanismi che permettono a organismi altamente evoluti di dominare in certi ambienti."
I canali semicircolari rivelano i movimenti della testa e questa informazione viene utilizzata per coordinare il corpo durante la locomozione. Questo avviene in modo subconscio e gli esseri umani si accorgono di avere un senso dell'equilibrio solo quando questo non funziona, come nei casi di mal di mare. I ricercatori hanno scoperto che nei cetacei i canali semicircolari sono molto più piccoli che in altri mammiferi, a parità di dimensioni corporee. Di fatto, nella gigantesca balenottera azzurra l'organo è più piccolo che negli esseri umani. Secondo i ricercatori, le piccole dimensioni dell'organo lo renderebbero meno sensibile, impedendo agli animali di soffrire di vertigini.