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 dei processi vitali, impedendo alla fine il recupero della barriera corallina. Il complesso paesaggio protegge le alghe dagli erbivori, consentendo loro di colonizzare rapidamente la barriera corallina e far crescere giovani coralli. I risultati compaiono nel diario Biologia del cambiamento globale.

Ecosistemi dinamici

Le barriere coralline sono ecosistemi affollati che subiscono continui cambiamenti. Di tanto in tanto si verifica un disturbo più grande che scuote la barriera corallina, come una tempesta, un afflusso di predatori di coralli o un evento di sbiancamento. Sebbene tutti questi fattori possano infliggere un duro colpo a un ecosistema, piccole sfumature possono avere un impatto significativo sul recupero della barriera corallina.

Storicamente, le tempeste tropicali e gli uragani sono stati i maggiori disagi alle barriere coralline di Moorea. “Tendono a raschiare via tutto il corallo dalla barriera corallina e a lasciare dietro di sé una superficie piatta”, ha detto l’autore principale Kai Kopecky, ex studente di dottorato presso il Dipartimento di Ecologia, Evoluzione e Biologia Marina dell’UCSF. Ma lo sbiancamento e la predazione sono in aumento e questi eventi uccidono i coralli, 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. Il corallo può riprendersi da questa situazione se le condizioni ritornano rapidamente a quelle adatte, ma spesso la colonia semplicemente muore, soprattutto in presenza di altri fattori di stress come l’inquinamento.

“L’uragano Moorea ha devastato la barriera corallina nel 2010. Ha praticamente rimosso ogni colonia di coralli dalla barriera corallina anteriore”, ha detto Kopecky. “Ma nel giro di circa cinque anni, aveva recuperato la quantità di corallo che aveva prima della tempesta.”

La barriera corallina ha subito un importante evento di sbiancamento nel 2019, un anno dopo che Kopecky aveva iniziato a lavorare sull’isola. “Ha cotto e ucciso circa la metà dei coralli della barriera corallina”, ricorda. Ma a differenza della tempesta, questo disturbo ha lasciato al loro posto tutti gli scheletri di corallo morti.

Kopecky e i suoi colleghi del sito Moorea Reef Long-Term Ecological Research (LTER), finanziato dalla NSF, hanno osservato che le barriere coralline non hanno sperimentato 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 ripristino dei coralli. Nel 2023, lui e i suoi colleghi 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 dell’ecosistema a lungo termine, modelli matematici ed esperimenti sul campo arricchisce notevolmente la nostra comprensione scientifica e la capacità di ideare soluzioni pratiche”, ha affermato il coautore, il professor Ross Schmidt, ricercatore principale presso il sito LTER di Moorea Reef. .

“Il focus della ricerca basata sulla localizzazione per diversi decenni rende la rete LTER unica ed enormemente preziosa nel nostro mondo in rapido cambiamento”, ha affermato la professoressa Sally Holbrook, co-investigatrice principale di LTER, che è anche una delle autrici dello studio.

“L’attuale progetto è stato guidato da Kai, all’epoca uno studente di dottorato, e ha coinvolto ricercatori universitari dell’UCSF che hanno dato importanti contributi, oltre a quelli di importanti ecologisti. È un ottimo esempio di come il Progetto Moorea stia migliorando le barriere coralline e “. Formare la prossima generazione di scienziati ambientali”.

Indagare sulle barriere coralline

Il team ha preparato piccole macchie di corallo per creare una tabula rasa per il loro esperimento. Hanno quindi attaccato un determinato numero di scheletri di corallo morto a ciascuna zona, quindi hanno attaccato i giovani coralli sani alla barriera corallina in modo tale che ciascuno potesse essere rimosso e misurato periodicamente man mano che crescevano. Hanno anche aggiunto vassoi di macroalghe per confrontare gli erbivori trovati all’interno degli scheletri sbiancati con quelli consumati all’aperto.

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

In teoria, la protezione degli scheletri di coralli morti potrebbe aiutare i giovani coralli, se le nuove reclute si stabilissero 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’influenza equilibratrice degli erbivori possono facilmente invadere i coralli, impedendo a nuovi coralli di stabilirsi e oscurando le colonie che lo fanno. Le giovani reclute di coralli 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 il team ha dimostrato in ricerche precedenti.

Considera le transizioni a lungo termine

Gli autori hanno confrontato i risultati dei loro piccoli esperimenti con i dati a lungo termine provenienti dal sito e hanno visto traiettorie notevolmente diverse dopo diversi tipi di perturbazioni. “La copertura dei coralli sulle barriere coralline è aumentata dopo l’uragano, mentre la copertura delle macroalghe è diminuita”, ha detto Kopecky. “Dopo l’evento di sbiancamento, è successo esattamente l’opposto.”

I risultati hanno trovato contesto nel concetto di memoria ecologica, che tiene conto di come gli eventi passati possono influenzare il corso di un ecosistema. Questi cambiamenti possono portare a squilibri tra ciò a cui è abituato l’ecosistema e ciò che sperimenta attualmente. “Mentre questi regimi di disturbo cambiano, cambia anche la memoria ecologica”, ha spiegato Kopecky. Sfortunatamente, l’ecosistema potrebbe non essere adattato per affrontare il nuovo regime, poiché vaste collezioni di scheletri di coralli morti vengono lasciate indietro dopo un disturbo. Ciò potrebbe cambiare le relazioni a lungo termine, 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. “Nelle barriere coralline, questa è una nuova idea e strategia”, ha detto. “Ma se si guarda ad altri ecosistemi – come gli incendi prescritti nelle foreste per rimuovere il legno morto – le persone pensano sempre più a manipolare le cose morte negli ecosistemi a fini di gestione”.