La complessità strutturale della barriera corallina crea una vibrante città sottomarina abitata da un cast diversificato di personaggi. Paradossalmente, questa stessa complessità può ostacolare il recupero della barriera corallina dopo il disturbo.

I ricercatori che lavorano sulle barriere coralline di Moorea, nella Polinesia francese, hanno scoperto che la rete di scheletri di coralli morti lasciati sul posto dagli eventi di sbiancamento ha causato il collasso di processi cruciali, impedendo alla fine il recupero della barriera corallina. Il complesso paesaggio protegge le alghe dagli erbivori, consentendole di colonizzare rapidamente la barriera corallina e sconfiggere i giovani coralli. I risultati compaiono nel diario La biologia del cambiamento globale.

Le barriere coralline sono ecosistemi attivi che subiscono continui cambiamenti. Di tanto in tanto, disturbi più grandi possono scuotere la barriera corallina, come tempeste, un afflusso di predatori di coralli o un evento di sbiancamento. Sebbene tutti questi fattori possano causare danni all’ecosistema, piccole sfumature possono avere un impatto significativo sul recupero della barriera corallina.

Storicamente, le tempeste tropicali e gli uragani sono stati i maggiori fattori di disturbo per le barriere coralline di Moorea. “Queste tempeste e uragani tendono a raschiare via tutto il corallo e a lasciare dietro di sé una superficie piatta”, afferma l’autore principale Kai Kopecky, ex studente di dottorato presso il Dipartimento di Ecologia, Evoluzione e Biologia Marina dell’UC Santa Barbara. Ma lo sbiancamento e la predazione sono in aumento e questi eventi uccidono le barriere coralline, ma lasciano intatta la struttura della barriera corallina.

Lo sbiancamento si verifica quando lo stress, solitamente il calore, induce i coralli a espellere le alghe simbiotiche che forniscono loro il cibo. I coralli possono riprendersi da questa situazione se le condizioni ritornano rapidamente a quelle desiderate, ma spesso la colonia semplicemente muore, soprattutto in presenza di altri fattori di stress come l’inquinamento.

Un potente uragano ha colpito le barriere coralline di Moorea nel 2010. “Ha rimosso quasi tutte le colonie di coralli dalla barriera corallina anteriore”, ha detto Kubicki “Ma nel giro di circa cinque anni, sono tornate alla quantità di corallo che avevano prima che la tempesta colpisse”.

La barriera corallina ha subito un importante evento di sbiancamento nel 2019, un anno dopo che Kopecky aveva iniziato a lavorare sull’isola. “In pratica, ciò ha cotto e ucciso circa la metà dei coralli della barriera corallina”, ricorda Kopecky. Ma a differenza della tempesta, questo disturbo ha lasciato al suo posto tutta la struttura del corallo morto.

Nel sito della barriera corallina di Moorea, Kubicki e i suoi colleghi hanno notato che le barriere coralline non hanno visto la stessa notevole ripresa negli anni successivi. Invece, i coralli continuarono a morire e le grandi alghe, conosciute come alghe marine, cominciarono a riprodursi. Kopecky era curioso di sapere come le differenze tra i due eventi avrebbero influenzato i processi di recupero della barriera corallina. Nel 2023, lui e i suoi coautori hanno pubblicato un modello matematico del sistema e questo nuovo studio sul campo si concentra sulla descrizione dei meccanismi in funzione.

“Questa combinazione di dati di serie temporali sulle risposte a lungo termine degli ecosistemi, modelli matematici ed esperimenti sul campo arricchisce notevolmente la nostra comprensione scientifica e la capacità di ideare soluzioni pratiche”, ha affermato il professor Ross Schmidt, coautore e ricercatore principale del sito LTER sul pianeta. scogliere di Moorea.

“L’attenzione pluridecennale alla ricerca basata sulla localizzazione rende la rete LTER unica ed enormemente preziosa nel nostro mondo in rapida evoluzione”, ha affermato la professoressa Sally Holbrook, co-investigatrice principale del progetto LTER, che è anche una delle autrici dello studio.

“L’attuale progetto è stato guidato da Kai, all’epoca dottorando, e ha coinvolto ricercatori universitari dell’Università di Santa Barbara che hanno dato importanti contributi, oltre a quelli di importanti ecologisti”, ha aggiunto Schmidt. “È un ottimo esempio di come il Moorea Coral Reef Project sta nutrendo e formando la prossima generazione.” Da parte di scienziati ambientali.

Indagare sulle barriere coralline

Il team ha preparato piccole macchie di corallo per creare una tela bianca per il loro esperimento. Hanno quindi incollato un determinato numero di scheletri di corallo morto in ciascun punto e posizionato i giovani coralli sani nella barriera corallina in modo tale che ciascuno potesse essere rimosso periodicamente e misurato man mano che cresceva. Hanno anche aggiunto vassoi di macroalghe per confrontare il consumo di erbivori all’interno degli scheletri di corallo sbiancato con il consumo all’aperto.

“Abbiamo scoperto che gli scheletri di coralli morti impediscono agli erbivori di rimuovere le macroalghe, consentendo la crescita e impedendo ai nuovi coralli di stabilirsi e sopravvivere sulla barriera corallina”, ha detto Kopecky.

In teoria, la protezione fornita dagli scheletri dei coralli morti può aiutare i coralli giovani, se nuovi coralli si depositano sulla barriera corallina subito dopo lo sbiancamento. Sfortunatamente, i coralli tendono a riprodursi solo una volta all’anno, mentre molte alghe si riproducono costantemente, dando alle alghe marine il vantaggio di colonizzare il nuovo substrato disponibile.

Le macroalghe competono con i coralli per lo spazio, la luce e le risorse. Le alghe crescono più velocemente dei coralli, quindi senza l’effetto equilibrante degli erbivori possono facilmente sopraffare i coralli, impedendo a nuovi coralli di stabilirsi e bloccando le colonie che lo fanno. I coralli giovani sono particolarmente vulnerabili a questa competizione e, una volta che una barriera corallina passa dall’essere ricoperta di coralli a ricoperta di alghe, il cambiamento può essere difficile da invertire, come ha dimostrato il team in ricerche precedenti.

Tenendo conto delle trasformazioni a lungo termine

Gli autori hanno confrontato i risultati dei loro esperimenti su piccola scala con i dati a lungo termine provenienti dal sito e hanno osservato traiettorie significativamente diverse dopo diversi tipi di disturbi. “La copertura di coralli sulla barriera corallina è aumentata dopo l’uragano, mentre la copertura di macroalghe è diminuita. Dopo l’evento di sbiancamento, è stato esattamente il contrario”, ha detto Kopecky.

I risultati trovano il loro contesto nel concetto di memoria ecologica, che esamina come gli eventi passati possono influenzare il corso di un ecosistema. Questi cambiamenti possono portare a una discrepanza tra ciò a cui è abituato l’ecosistema e ciò che sta attualmente vivendo.

“La memoria ambientale cambia man mano che cambiano questi regimi di disturbo”, spiega Kopecky. Sfortunatamente, l’ecosistema potrebbe non essere preparato ad affrontare il nuovo regime, poiché un gran numero di scheletri di coralli morti vengono lasciati indietro dopo il disturbo. Ciò potrebbe cambiare le relazioni di lunga data, come quelle tra erbivori, alghe e coralli.

Kopecky vuole sapere se la rimozione degli scheletri morti dalle barriere coralline può stimolare il recupero dei coralli, o almeno mitigare gli effetti dello sbiancamento.

“Questa idea e strategia è nuova nel caso delle barriere coralline”, ha affermato. “Ma se guardiamo ad altri ecosistemi – come bruciare le foreste per rimuovere il legno morto – le persone pensano sempre più a manipolare il legno morto negli ecosistemi a fini gestionali. “