Environmental ScienceBites Volume 2

I coralli svolgono un ruolo fondamentale negli ecosistemi marini e hanno un impatto significativo sull’uomo. Queste specie marine affrontano minacce con l’aumento delle temperature e gli esseri umani utilizzano tecniche di pesca che stordiscono i pesci e rilasciano sostanze chimiche nocive negli oceani. Il cianuro continuerà ad essere problematico per i coralli o nuove ricerche porteranno a pratiche di pesca alternative?

Figura 1. I coralli mostrano segni di sbiancamento mentre iniziano a diventare bianchi. Questo effetto può danneggiare gravemente il corallo e alla fine portare alla sua morte. Fotografia per gentile concessione di Oregon State University, 2012, FlickrCommons. CC BY-SA 2.0.

I coralli sono animali marini i cui polipi formano relazioni endosimbiotiche con le alghe del genere Symbiodinium.5 Questi dinoflagellati, noti come zooxantelle, sono fondamentali per la salute dei coralli in quanto fotosintesi e forniscono energia sotto forma di zuccheri.2 Lo sbiancamento dei coralli è un processo in cui i coralli espellono i loro simbionti algali per aumentare le loro possibilità di sopravvivenza, con conseguente scolorimento delle colonie di coralli (Figura 1).2 Le alghe possono essere sostituite, ma il corallo morirà subito dopo l’evento se non acquisiscono nuove alghe.4

I coralli svolgono un ruolo fondamentale negli ecosistemi marini. Forniscono riparo e substrato per molte specie diverse di pesci e invertebrati. Inoltre, il loro impatto sugli esseri umani è significativo. Le barriere coralline attenuano i danni alle proprietà sulla spiaggia smorzando le onde, che altrimenti eroderebbero la spiaggia. Inoltre, si stima che le barriere coralline forniscano miliardi di dollari di entrate attraverso la pesca, la biomedicina e il turismo.4 In quanto tale, il mantenimento delle barriere coralline è fondamentale nella conservazione oceanica.

Figura 2. Che cosa causa lo sbiancamento dei coralli? Per gentile concessione di NOAA, 2017. Di pubblico dominio.

Tre fattori di stress principali sono comunemente valutati relativi agli eventi di sbiancamento dei coralli. In primo luogo, il rapido riscaldamento degli oceani è spesso citato come il fattore principale che contribuisce a massicci eventi di sbiancamento dei coralli.3,4,5 All’aumentare delle temperature, i coralli espellono i loro endosimbionti. Si prevede che gli eventi di El Nino, uno dei principali fattori scatenanti degli eventi di sbiancamento precedenti, aumentino di frequenza all’aumentare delle temperature globali.2 Ciò potrebbe provocare cambiamenti drastici nelle condizioni che i coralli potrebbero non essere in grado di sopportare. Blast pesca può anche influenzare negativamente i coralli. Sabbiatura comporta stordimento pesce con esplosivi al fine di renderli più facili da catturare.10

Il nitrato di potassio è spesso usato nelle comunità locali come metodo economico per produrre effetti esplosivi desiderabili.10 Questo processo si traduce spesso in coralli frammentati provenienti dalla fonte dell’esplosione e può avere impatti significativi sulla salute della barriera corallina.10 Infine, la pesca al cianuro è una pratica comune in cui il cianuro viene utilizzato per stordire i pesci e renderli più facili da catturare.1,2,3,6,8,9,10,11 Può anche uccidere i pesci che non possono tollerare dosi più elevate utilizzate per stordire i pesci più grandi. Circa il 70% dei pesci catturati per acquari vengono catturati usando cianuro di sodio.3 È illegale in molti paesi, ma è ancora diffuso nelle regioni prive di regolamentazione.9 Il cianuro può innescare eventi locali di sbiancamento inibendo l’attività fotosintetica del Simbiodinium.1,5,7,8

C’è una notevole quantità di ricerche in corso che studiano gli impatti dei suddetti fattori di stress. In particolare, molti ricercatori sono interessati a imparare come i fattori di stress chimici possono avere un impatto sulla salute dei coralli. Gran parte della ricerca a cui si fa riferimento si concentra sull’impatto del cianuro sui coralli duri e sui loro dinoflagellati endosimbiotici. In un esperimento, i ricercatori hanno esposto i coralli a concentrazioni variabili di ioni cianuro.1 Queste concentrazioni erano inferiori a quelle tipicamente utilizzate dalle operazioni di pesca.1 I coralli hanno risposto espellendo le loro zooxantelle. L’analisi dei dati ha descritto la ridotta densità delle zooxantelle e l’aumento della divisione cellulare delle zooxantelle per i gruppi esposti al cianuro.1 Alcuni dei dinoflagellati esposti al cianuro sono morti, mentre altri sono apparsi scoloriti.1 Questi risultati dimostrano i gravi impatti che il cianuro può avere sull’attività fotosintetica e sulla salute dei coralli.1

Esperimenti simili supportano questi risultati e hanno dimostrato che il cianuro inibisce specificamente il ciclo di Calvin della fotosintesi nei dinoflagellati.Le concentrazioni di 5,6,7,8 per questi esperimenti sono state accuratamente selezionate per trovare il livello di cianuro che inibisce il ciclo di Calvin ma non influenza altri processi in entrambi gli organismi.5,6,7,8 Inoltre, alcuni risultati non supportano l’ipotesi che lo stress termico da solo possa inibire il ciclo di Calvin.8 Altre ricerche hanno dimostrato che il cianuro ha un impatto significativo sul corallo stesso e su altri organismi esposti ad alte concentrazioni. L’evidenza suggerisce che il cianuro inibisce l’attività mitocondriale e quindi riduce la disponibilità di ATP (adenosina trifosfato) nelle cellule.3 Insieme, questi dati presentano una legittima preoccupazione per la salute dei coralli in cui viene utilizzato il cianuro. Sia i coralli che i loro simbionti dinoflagellati sono influenzati negativamente dal cianuro, che può esacerbare gli eventi di sbiancamento.

Figura 3. Tecniche di pesca alternative possono essere dannose per le specie acquatiche, come il corallo nelle barriere coralline. Blast fishing utilizza esplosivi sott’acqua per stordire i pesci, rendendoli più facili da catturare. Il cianuro di sodio è spesso usato in una pratica nota come pesca al cianuro in cui i pesci sono storditi con la sostanza e sono quindi più facili da catturare per l’uso in acquari. I principali fattori contribuiscono ai principali eventi di sbiancamento dei coralli come in aree specifiche della Grande Barriera Corallina in Australia. Per gentile concessione di Drajay1976, 2013, Wikimedia Commons. CC BY-SA 3.0., Ella Weaver, 2017., e Oregon State University, 2016, Wikimedia Commons. CC BY-SA 2.0.

I ricercatori sono alla ricerca di approcci più pragmatici per affrontare la pesca al cianuro perché è difficile da regolamentare. Una proposta è l’uso dell’olio di chiodi di garofano nelle operazioni di pesca.4 L’olio di chiodi di garofano fa perdere conoscenza ai pesci e può servire come alternativa al cianuro.4 In uno studio che esponeva i coralli a concentrazioni variabili di soluzione di olio di chiodi di garofano, i ricercatori hanno scoperto che basse concentrazioni non erano dannose per il corallo utilizzato nell’esperimento.4 Al contrario, basse concentrazioni di cianuro sono risultate significativamente dannose.1 Pertanto, l’olio di chiodi di garofano può essere una valida alternativa nel settore della pesca perché non ha un impatto ecologico significativo sulle popolazioni locali di coralli.4

Oltre alle alternative alla pesca al cianuro, è importante sviluppare nuove tecniche che consentano di individuare il cianuro quando viene utilizzato illegalmente.9,11 Questo duplice approccio può offrire un’alternativa, mentre prevede la punizione per coloro che non cessano le attività illegali. Uno dei modi per farlo è attraverso il rilevamento dell’anione tiocianato, che viene escreto dai pesci marini dopo aver neutralizzato lo cyan cianuro.La fibra ottica 11 viene utilizzata in aggiunta alla tecnologia di cromatografia liquida per rilevare il tiocianato.11 Questa nuova tecnica potrebbe essere utilizzata per individuare i pesci d’acquario che sono stati catturati illegalmente e, di conseguenza, eliminerebbe i benefici dell’uso del cianuro nelle pratiche di pesca.11

Oltre ai metodi meccanici di rilevamento del cianuro, esistono diversi metodi biologici. I batteri sono in grado di metabolizzare lo cyan cianuro e convertirlo in cianato attraverso l’uso di ossigeno.9 Poiché più cianuro viene degradato, i livelli di ossigeno diminuiscono.9 Livelli di ossigeno decrescenti possono essere monitorati utilizzando elettrodi di ossigeno Clark, che misurerebbero indirettamente i livelli di cianuro nell’acqua di mare.9 Altri biosensori che utilizzano le proprietà degli enzimi sono stati proposti per il rilevamento del cianuro e possono spesso fornire misurazioni precise delle concentrazioni di cianuro.9

Figura 4. La barriera corallina sana sta diminuendo di numero mentre gli eventi di sbiancamento dei coralli diventano più diffusi. Per gentile concessione di NOAA, 2011, FlickrCommons. Di pubblico dominio.

Mentre c’è ancora bisogno di ulteriori ricerche sulle cause degli eventi di sbiancamento dei coralli, gli effetti del cianuro sui coralli stanno diventando ben compresi. L’evidenziazione di questa causa consente alle politiche di affrontare la pesca al cianuro attraverso nuovi metodi di rilevamento e screening dei pesci d’acquario nei paesi con le infrastrutture per farlo. Una comprensione dell’impatto fisiologico del cianuro sui coralli e sulla vita marina consentirà anche una visione più ampia della tossicologia dei livelli trofici all’interno degli ecosistemi. Poiché ulteriori ricerche evidenziano l’impatto delle temperature di riscaldamento sullo sbiancamento dei coralli, è fondamentale che vengano risolti problemi più facilmente affrontati per alleviare le popolazioni locali di coralli da alcune di queste pressioni.

  1. Cervino, J. M., et al. (2003). Cambiamenti nella densità delle zooxantelle, nella morfologia e nell’indice mitotico nei coralli ermatipici e negli anemoni esposti al cianuro. Bollettino sull’inquinamento marino, 46(5):573-586
  2. Coral Salute e programma di monitoraggio. Sbiancamento corallo-Sfondo. National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). Estratto da http://www.coral.noaa.gov/research/climate-change/coral-bleaching.html
  3. Downs, C.A., et al. (2010). Screening in vitro di tossicità cellulare come modello animale alternativo per la tossicologia del corallo: effetti dello stress da calore, solfuro, rotenone, cianuro e ossido rameoso sulla vitalità cellulare e sulla funzione mitocondriale. Ecotossicologia, 19:171-184
  4. Frisch, A. J., et al. (2007). Gli effetti dell’olio di chiodi di garofano sul corallo: una valutazione sperimentale con Pocillopora damicornis (Linnaeus). Journal of Experimental Marine Biology and Ecology, 345(2):101-109
  5. Hill, R., et al. (2014). Inibizione della fissazione fotosintetica di CO2 nel corallo Pocillopora damicornis e sua relazione con lo sbiancamento termico. Rivista di Biologia Sperimentale, 217:2150-2162
  6. Jones, R. J. (1997). Effetti del cianuro sul corallo. Bollettino d’informazione sui pesci vivi della barriera corallina, 3: 3-8
  7. Nel 1999 è stato nominato direttore del Dipartimento di Scienze politiche. Effetti del cianuro sulla fotosintesi dei coralli: implicazioni per identificare la causa dello sbiancamento dei coralli e per valutare gli effetti ambientali della pesca al cianuro. Ecologia marina Serie Progress, 177:83-91
  8. Il suo nome deriva da (1999). Fluorometria clorofilla PAM: una nuova tecnica in situ per la valutazione dello stress nei coralli sclerattini, utilizzata per esaminare gli effetti del cianuro dalla pesca al cianuro. Bollettino sull’inquinamento marino, 38(10):864-874
  9. Mak, KKW, et al. (2005). Pesca al cianuro e rilevamento del cianuro nei pesci della barriera corallina utilizzando test chimici e biosensori. Biosensori e bioelettronica, 20(12):2581-2593
  10. Il suo nome deriva da (1997). Effetti di alcuni metodi di pesca distruttivi sulla copertura corallina e potenziali tassi di recupero. Gestione ambientale, 21(1): 69-78
  11. Vaz, M. C. M., et al. (2012). Il tiocianato escreto rileva i pesci vivi della barriera corallina raccolti illegalmente utilizzando il cianuro, un approccio di test non invasivo e non distruttivo. PLoS UNO, 7 (4): e35355

Figure:

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato.