Symbiodinium e l'alleanza tra corallo e alga
Se sollevi una colonia di corallo in salute controluce, non stai osservando un singolo animale. Dentro quasi ogni cellula di quel corallo vivono moltitudini di alghe unicellulari, così fittamente stipate da conferire al tessuto la sua tinta calda bruna, dorata o verdastra. Queste alghe, note collettivamente come zooxantelle e dominate dalla famiglia di dinoflagellati Symbiodiniaceae, sono la ragione stessa per cui una barriera corallina può esistere. L'alleanza tra un animale semplice e un microbo fotosintetico è tra le relazioni più gravide di conseguenze di tutto l'oceano, e comprenderla significa afferrare al tempo stesso la straordinaria produttività delle barriere e la loro fragilità in un mare che si scalda.
L'alga dentro l'animale
Le zooxantelle non sono piante nel senso quotidiano, ma dinoflagellati fotosintetici, un gruppo di microrganismi marini per lo più a vita libera. Nei coralli si insediano all'interno delle cellule della gastroderma, lo strato interno di tessuto che riveste la cavità digestiva. Lì sono al riparo dai pascolatori e immerse in un ambiente chimico stabile. Il genere che un tempo si chiamava semplicemente Symbiodinium oggi si intende come un'intera famiglia che racchiude più generi distinti, tra cui Cladocopium e il notevolmente tollerante al calore Durusdinium. Questa riclassificazione fu il frutto di anni di lavoro genetico che mostrarono come ciò che pareva un solo organismo fosse in realtà una stirpe varia dalle fisiologie molto diverse.
Un singolo corallo ospita spesso più tipi di simbionti insieme, e questa miscela può mutare nel tempo. Tale flessibilità conta, perché alghe diverse tollerano condizioni diverse di luce e temperatura, e la comunità che un corallo porta con sé influenza il modo in cui affronta lo stress.
Uno scambio scritto nello zucchero
Il cuore della relazione è un baratto. Le alghe catturano la luce del sole e, attraverso la fotosintesi, fissano l'anidride carbonica disciolta in composti organici ricchi di energia: zuccheri semplici, glicerolo, amminoacidi e lipidi. Gran parte di questo prodotto fotosintetico passa direttamente al corallo ospite, che lo impiega per alimentare la respirazione, la crescita e la costruzione del proprio scheletro calcareo. In molti coralli delle acque basse le alghe forniscono la stragrande maggioranza del fabbisogno energetico quotidiano dell'animale, assai più di quanto il corallo potrebbe mai ricavare catturando plancton con i tentacoli.
In cambio, il corallo offre alle alghe una dimora sicura e un rifornimento costante delle materie prime che la fotosintesi richiede. I rifiuti metabolici dell'animale, ricchi di azoto e fosforo, diventano il concime dei suoi inquilini, e l'anidride carbonica che espira alimenta la loro fissazione del carbonio. È un ciclo chiuso e parsimonioso: nutrienti che altrimenti andrebbero perduti vengono riutilizzati ancora e ancora entro le stesse poche cellule.
Costruire barriere in un deserto di nutrienti
Questo scambio scioglie un enigma che a lungo turbò i naturalisti. Le barriere tropicali prosperano in alcune delle acque più limpide, più azzurre e più povere di nutrienti del pianeta, mari tanto sterili che quasi nient'altro vi cresce in abbondanza. Come possono gli ecosistemi più ricchi dell'oceano trovarsi in ciò che equivale a un deserto marino?
La risposta è la simbiosi. Riciclando i nutrienti all'interno e attingendo energia direttamente dalla luce solare, l'alleanza tra corallo e alga aggira la povertà dell'acqua circostante. I coralli diventano, in sostanza, collettori solari che si concimano da soli. Questa economia interna consente loro di depositare il carbonato di calcio abbastanza in fretta da erigere quelle vaste strutture tridimensionali che danno rifugio a un quarto di tutte le specie marine. Togli le alghe e l'intero meccanismo si inceppa; il corallo può sopravvivere per un poco sul plancton catturato, ma non costruisce più barriera a un ritmo neppure lontanamente pari.
Da dove viene il colore
I toni bruni, dorati e verde oliva di una barriera viva sono in larga parte il colore dei simbionti stessi e dei pigmenti fotosintetici che portano. I coralli producono anche proteine fluorescenti e colorate proprie, che possono schermare le alghe dall'eccesso di luce e regalano a certe specie i loro azzurri e i loro rosa vividi, ma la tinta di fondo abituale della maggior parte dei coralli costruttori risale alla densità delle alghe nel tessuto. È per questo che un corallo sbiancato vira a un bianco crudo, quasi cartaceo: sparite le alghe pigmentate, resta visibile soltanto il tessuto traslucido del corallo teso sopra il suo scheletro bianco.
Quando l'alleanza si spezza
La simbiosi è potente, ma anche finemente bilanciata, e lo stress termico è il suo principale nemico. Quando la temperatura dell'acqua sale anche solo di circa un grado sopra il massimo estivo locale e vi rimane per settimane, la fotosintesi dentro le alghe comincia a guastarsi. L'apparato che raccoglie la luce inizia a produrre molecole reattive di ossigeno più in fretta di quanto entrambi i partner riescano a neutralizzarle. Piuttosto che tollerare questo danno chimico interno, il corallo espelle le sue alghe, oppure le alghe si degradano e vanno perdute. Il tessuto diventa trasparente, lo scheletro bianco traspare, e si dice che il corallo si sia sbiancato.
Lo sbiancamento, di per sé, non è la morte. Un corallo sbiancato è ancora vivo, ma ha perduto il partner che gli fornisce gran parte del nutrimento. Se condizioni più fresche tornano in fretta, i coralli possono essere ricolonizzati dalle alghe e riprendersi. Se il caldo persiste, il corallo affamato si indebolisce, diventa vulnerabile alle malattie e può alla fine morire. Gli sbiancamenti di massa, innescati da ondate di calore marino su intere regioni, sono diventati la minaccia decisiva per le barriere di tutto il mondo, e la loro frequenza cresce via via che l'oceano si scalda.
Diversità, rimescolamento e i limiti della resilienza
Non tutti i simbionti reagiscono al calore allo stesso modo, e in questo sta un motivo di cauta speranza. Alcune stirpi, in particolare certi membri di Durusdinium, sopportano temperature più alte di altre. Dopo un episodio di sbiancamento, un corallo può essere ricolonizzato da una miscela di alghe più tollerante al calore, un processo talvolta chiamato rimescolamento dei simbionti che può innalzare la soglia termica futura della colonia.
C'è però un contrappeso. I simbionti più robusti spesso cedono all'ospite meno energia fotosintetica, sicché un corallo più resistente al calore può crescere più lentamente. La resilienza attraverso la diversità dei simbionti è reale ma parziale; può regalare tempo ai coralli, non immunità. L'aritmetica di fondo resta severa, perché il ritmo del riscaldamento oceanico può superare quello con cui le barriere si adattano. Proteggere l'alleanza significa in ultima analisi limitare lo stress termico che la spezza, riducendo al contempo l'inquinamento e i danni fisici che rendono più arduo il recupero.
Inteso così, una barriera corallina è meno un muro di pietra che una collaborazione vivente, una tregua tra animale e alga rinnovata in ogni cellula, ogni giorno, per tutto il tempo in cui l'acqua resta abbastanza fresca da consentirla. La salute della barriera è la salute di quella tregua.
Sulla mappa
La mappa interattiva ti permette di seguire dove queste alleanze prosperano e dove subiscono tensioni. Esplora le province coralline del mondo, dal Triangolo dei Coralli ai Caraibi, e osserva come gli schemi dello stress da acque calde si sovrappongano ai grandi sistemi di barriera. Ogni sito di immersione è un luogo dove l'alleanza tra corallo e alga si svolge in tempo reale, e la mappa è un buon modo per pianificare dove esserne testimoni, o per seguire come l'oceano che si scalda la metta alla prova.