Immagini scientifiche: magiche ma tossiche, queste microalghe dell'oceano

Da metà marzo 2021, le onde blu hanno stupito i californiani Laguna Beach. Sebbene annuale, questo fenomeno ha raggiunto il culmine nella primavera del 2020. L'Oceano Pacifico si è poi tinto di rosso carminio durante il giorno, lasciando il posto a magnifiche onde di luce blu brillante. Al calar della notte, sotto gli occhi stupiti di osservatori.

Questo fenomeno di marea rossa di giorno e luminescente di notte è il risultato della massiccia proliferazione di microalghe rosse. Poliedra di lingulodinio, osservata in Sud Africa, Spagna nordoccidentale, sulle coste messicane e californiane. Alcune di queste maree rosse sono dei veri e propri disastri ecologici ed economici perché provocano la morte di molti organismi marini (pesci, molluschi, mammiferi o uccelli).

In tutte le regioni del mondo in cui esistono questi fenomeni, stiamo attualmente assistendo ad un aumento della frequenza e dell'intensità delle maree rosse e delle maree rosse. microalghe tossiche generalmente. Si sospetta che l'aumento della temperatura dell'acqua e le emissioni umane di azoto e fosforo siano le cause principali di questi cambiamenti.

Fata

Non tutte le maree rosse sono bioluminescenti. Per alcune specie di microalghe luminose, è una stimolazione meccanica, come l'azione delle onde che si infrangono sulla spiaggia o il passaggio di una barca, che innesca la bioluminescenza. La luce emessa da queste microalghe segue un ritmo quotidiano, con una forte intensità osservabile di notte e una luce inesistente o trascurabile durante il giorno. La durata e l'intensità del flash variano a seconda delle specie e possono essere correlate alla dimensione delle cellule (cellule più grandi che emettono più luce). Per esempio, L. polyedra trasmette in media da 130 a 150 ms ma Pyrocistis fusiformis può emettere lampi che durano fino a 500 ms. L'intensità dei lampi è dell'ordine di 108 a 109 fotoni al secondo, un bagliore relativamente debole per l'occhio umano.

Il ruolo ecologico della bioluminescenza è ancora poco compreso, ma alcune specie di dinoflagellati utilizzerebbero questa luce come "allarme antifurto". Quando i dinoflagellati vengono mangiati da un predatore, l'emissione di luce è visibile da lontano e attira un predatore secondario (pesce per esempio) che attaccherà il primo predatore di dinoflagellati e quindi li salverà dalla predazione. Tuttavia, è stato recentemente affermato che L.poliedra emette una luce più debole rispetto ad altre specie e si dice che sia meno efficace nell'attirare i predatori visivi.

Una doppia causa di tossicità

Il meccanismo alla base della loro tossicità dipende dalla specie di dinoflagellato: in alcuni casi, l'elevata abbondanza di microalghe provoca anossia deleteria per altri organismi, mentre altre specie sintetizzano potenti tossine.

L.poliedra è noto per sintetizzare la yessotossina, ma in tracce. Eppure la marea rossa di L. polyedra causato la morte di molti organismi marini: granchi, bivalvi, polpi, pesci e delfini. Questa mortalità è difficilmente attribuibile alla yessotossina poiché questa tossina non è molto potente ed era debolmente concentrata nell'acqua, come dimostriamo in uno studio attualmente in corso di convalida da parte di colleghi. D'altra parte, la concentrazione di ossigeno disciolto nell'acqua e il pH dell'acqua entrambi caddero durante questo periodo, e un fetido odore di uovo marcio emanato da questa fioritura rossa, e percepito a diversi chilometri dalla costa, è durato per una settimana, indicando un'intensa produzione di gas di zolfo da parte dei batteri. Attualmente, quindi, stiamo studiando le vie dell'anossia nell'ambiente e la produzione di gas solfuri, come probabili cause della mortalità osservata.

Negli esseri umani, la yessotossina potrebbe essere responsabile dei vari sintomi osservati: prurito, mal di occhi, mal di gola, nausea. Infatti, per la prima volta, è stato rilevato negli aerosol marini sulla spiaggia di La Jolla durante questa marea rossa. Poiché il nostro sistema respiratorio è incredibilmente sensibile, non è improbabile che i livelli di yessotossina rilevati siano la causa delle malattie umane segnalate. In Florida si osserva anche l'aerosolizzazione di tossine prodotte da altri dinoflagellati tossici con Florida Carenia brevis (patentossine) e nel Mediterraneo con Ostreopsi cfr ovato (ovatossine).

Molto poco delle specie di alghe sono sia tossiche che bioluminescenti. La capacità congiunta di L.poliedra emettono bioluminescenza e tossine potrebbe essere correlato ad un meccanismo di aposematismo, avvertendo visivamente della pericolosità di attaccarli.

Severine Martini, Ricercatore CNRS in Oceanografia, presso l'Istituto Mediterraneo di Oceanologia, Università di Aix-Marseille (AMU) et Eva Ternon, Ricercatore in ecologia chimica marina, Institut de la Mer de Villefranche, Università della Sorbona

Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons.

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