Sul fondo dell’oceano Artico scoperti giganteschi giardini di spugne che si cibano di animali estinti

Le spugne e i loro simbionti microbici vivono sulle cime di vulcani spenti sotto un mare ricoperto sempre di ghiaccio

[9 Febbraio 2022]

Lo studio “Gi­ant sponge grounds of Cent­ral Arc­tic seamounts are as­so­ci­ated with ex­tinct seep life”, pubblicato su Nature Com­mu­nic­ations da un team di ricercatori tedeschi, olandesi e norvegesi ha rivelato che «Enormi giardini di spugne prosperano in cima alle montagne sottomarine nell’Oceano Artico Centrale , uno dei mari più oligotrofici della Terra . Sembrano nutrirsi dei resti di una fauna estinta. I microrganismi aiutano le spugne a sfruttare questo soffice materiale come fonte di cibo ed energia»

Poco cibo raggiunge le profondità dell’Oceano Artico, perennemente ricoperto di ghiaccio, perché la luce limita la produttività delle alghe. Ma gli scienziati che partecipavano a una spedizione scientifica sulla nave rompighiaccio da ricerca tedesca Polastern si sono trovati di fronte a un ecosistema sorprendentemente ricco e densamente popolato sulle cime di vulcani sottomarini estinti, hotspot di vita dominati dalle spugne, che lì crescono in gran numero e raggiungono dimensioni impressionanti.

Antje Boetius, capo scienziato della spedizione, responsabile del For­schungs­grup­pe für Tief­see­öko­lo­gie und-tech­no­lo­gie del Max-Planck-In­sti­tut für Ma­ri­ne Mi­kro­bio­lo­gie e direttore dell’Al­fred-We­ge­ner-In­sti­tuts, Helm­holtz-Zen­trum für Po­lar- und Mee­res­for­schung (AWI); sottolinea che «Abbiamo trovato enormi giardini di spugne che prosperano in cima alle montagne sottomarine vulcaniche estinte del Langseth Ridge, ma non sapevamo di cosa si stessero nutrendo».

Un mistero risolto dalla principale autrice dello studio,  Teresa Morganti, esperta di spugne del Max-Planck-In­sti­tut für Ma­ri­ne Mi­kro­bio­lo­gie di Brema, che, utilizzando i campioni prelevati dalla missione,  è stata in grado di identificare come le spugne si adattano all’ambiente più povero di nutrienti: «La nostra analisi ha rivelato che le spugne hanno simbionti microbici in grado di utilizzare la vecchia materia organica».

Le spugne sono considerate una delle forme basali di vita animale, ma hanno avuto un notevole successo e abbondano in tutti gli oceani, dalle scogliere tropicali poco profonde agli abissi ghiacciati dei Poli. Al Max-Planck-In­sti­tut für Ma­ri­ne Mi­kro­bio­lo­gie spiegano che «Molte spugne accolgono una complessa comunità di microrganismi in una relazione simbiotica, che contribuisce alla salute e al nutrimento delle spugne producendo antibiotici, trasferendo sostanze nutritive ed eliminando le escrezioni. Questo vale anche per  spugne Geodia, che dominavano la comunità sulle montagne sottomarine artiche. L’unità della spugna e dei microbi associati è chiamata spugna olobionte».

Per identificare la fonte di cibo, la crescita e l’età delle spugne. la Morganti ha collaborato con l’olandese Anna De Kluijver, esperta dell’Universiteit Utrecht, e con il laboratorio di Gesine Mollenhauer dell’AWI, scoprendo che «Migliaia di anni fa, le sostanze che filtravano dall’interno del fondale marino sostenevano un ricco ecosistema, che ospitava una varietà di animali. Quando si estinsero, rimasero i loro resti. Che ora formano la base di questo inaspettato giardino di spugne».

L’analisi microbica dei microrganismi ha supportato l’ipotesi del team di ricercatori. Come spiega Ute Hentsche,l del GEO­MAR Helm­holtz-Zen­trum für Oze­an­for­schung Kiel, che ha condotto le analisi microbiologiche con il suo team, «I microbi hanno la cassetta degli attrezzi giusta per questo habitat. I microbi hanno i geni per digerire il particolato refrattario e la materia organica disciolta e usarli come fonte di carbonio e azoto, oltre a una serie di fonti di energia chimica disponibili».

Gli scienziati hanno anche dimostrato che le spugne agiscono come ingegneri ecosistemici: «Producono spicole che formano una stuoia su cui strisciano. Questo può facilitare ulteriormente la sedimentazione locale di particelle e materiali biogenici. Gli olobionti della  spugna possono attingere a questa materia detritica, creando così la propria trappola alimentare».

Il Langseth Ridge è una catena montuosa sottomarina non lontana dal Polo Nord che si trova sotto una superficie marina permanentemente ricoperta di ghiaccio. Lì, la biomassa della spugna era paragonabile a quella dei habitat delle spugne meno profondi con un apporto di nutrienti molto più elevato. Boetius  sottolinea che «Questo è un ecosistema unico. Non abbiamo mai visto niente di simile prima nell’alto Artico Centrale. Nell’area di studio, la produttività primaria nell’acqua sovrastante fornisce meno dell’1% cento della domanda di carbonio delle spugne. Pertanto, questo giardino di spugne può essere un ecosistema transitorio, ma è ricco di specie, compresi i coralli molli».

L’Artico è una delle regioni più colpite dai cambiamenti climatici e la MOrganti fa notare che «Prima del nostro studio, non era stato identificato alcun fondale di spugne simile nell’alto Artico centrale, un’area dell’oceano ricoperta di ghiaccio che rimane poco studiata date le difficoltà associate all’osservazione e al campionamento di tali ecosistemi di acque profonde coperte di ghiaccio».

La stretta collaborazione di scienziati di diverse istituzioni europee ha consentito una comprensione completa di questo sorprendente hotspot della vita nelle profondità òpiù fredde. Boe­t­ius  conclude: «Con il rapido declino della copertura del ghiaccio marino e il cambiamento dell’ambiente oceanico, una migliore conoscenza degli ecosistemi hotspot è essenziale per proteggere e gestire la diversità unica di questi mari artici sotto pressione».