L’acidificazione degli oceani, un fenomeno in crescita a causa dell’assorbimento di anidride carbonica dall’atmosfera, minaccia la vita marina. Questo problema mette a dura prova la sopravvivenza di molti organismi, specialmente quelli che, come le patelle, possiedono gusci calcarei. Ma qual è esattamente il legame tra le patelle e l’acidificazione degli oceani?
Un recente studio, pubblicato sulla rivista scientifica Environmental Research, ha cercato di rispondere a questa domanda, analizzando come le patelle riescono a vivere in acque sempre più acide. I ricercatori si sono concentrati su due gruppi principali: quelle che vivono da sempre in ambienti naturalmente più acidi e quelle che vi sono state spostate solo per un breve periodo. Hanno osservato come questi animali reagiscono allo stress, formano il loro guscio e se subiscono danni al sistema nervoso.
Come vivono le patelle in acqua più acida?
Per capire l’adattamento a lungo termine, i ricercatori hanno studiato tre specie di patelle: Patella caerulea, Patella rustica e Patella ulyssiponensis. Il laboratorio naturale di questo studio è stato il mare intorno al Castello Aragonese, ad Ischia. In quest’area, dal fondale, fuoriescono naturalmente bolle di anidride carbonica che rendono l’acqua più acida del normale.
I ricercatori hanno selezionato tre zone con diversi livelli di acidità (ottenuta misurando il pH).
Dopo aver misurato la lunghezza, l’altezza, il peso e il volume delle patelle raccolte da queste zone, hanno analizzato due parti fondamentali del loro corpo:
- il piede: fornisce indicazioni su come le patelle ottengono energia e si difendono;
- i visceri: contengono gli organi vitali che gestiscono la risposta allo stress, l’assorbimento del cibo e le difese immunitarie.
Per chiarire il legame tra patelle e acidificazione degli oceani, hanno anche cercato dei segnali chimici, chiamati biomarcatori, che rivelano come reagiscono allo stress. In particolare, hanno misurato:
- le riserve di energia (glicogeno e proteine), cioè le loro “scorte di carburante”.
- la presenza di stress ossidativo, attraverso molecole specifiche (ROS, SOD, CAT, GST, LPO), per capire se l’acidità danneggia le cellule;
- eventuali danni al sistema nervoso (neurotossicità), misurando un enzima chiamato acetilcolinesterasi (AChE).
- le difficoltà nella formazione del guscio (biomineralizzazione), analizzando gli enzimi fosfatasi alcalina (ALKP) e fosfatasi acida (ACP).
Patelle e acidificazione degli oceani: gli effetti a lungo termine
Le patelle che vivono da tempo in acque più acide mostrano risposte diverse. Ad esempio, Patella caerulea è più grande rispetto a quelle che vivono in zone meno acide. Le altre due specie mostrano una tendenza simile, ma meno marcata. La quantità di glicogeno aumenta in tutte e tre le specie all’aumentare dell’acidità. Probabilmente è un modo per affrontare lo stress.
Tutte le specie, in acque più acide, mostrano segni di stress cellulare e in particolare P. ulyssiponensis. L’attività minore dell’AChE, un enzima chiave per il sistema nervoso, in P. rustica indica un possibile impatto negativo sulle sue funzioni nervose. Per quanto riguarda la formazione del guscio, solo P. rustica mostra un aumento dell’attività dell’enzima ALKP. Forse è un tentativo di compensare le difficoltà nella costruzione del guscio.
Cosa succede alle patelle che vengono spostate in acque più acide?
I ricercatori hanno analizzato la reazione di Patella caerulea (la più abbondante) quando viene spostata improvvisamente da un ambiente normale ad uno più acido.
In particolare, hanno posizionato delle piastrelle di roccia nei tre siti di studio per sette mesi. In questo modo si è formato un biofilm, un vero e proprio tappeto di cibo per le patelle. Successivamente, le hanno raccolte da un’area ad acidità normale per trapiantarle su queste piastrelle posizionate in zone più acide, proteggendole con delle gabbie. Per tutta la durata dell’esperimento, hanno monitorato pH e temperatura. Alla fine, hanno contato le patelle sopravvissute e analizzato gli stessi biomarcatori di quelle cresciute da sempre in acque molto acide.
I risultati hanno mostrato che la mortalità non aumentava, anche se le patelle trapiantate nel sito più acido producono più glicogeno. C’è, quindi, un cambiamento del loro metabolismo energetico. Anche la produzione di AChE è minore nel sito più acido, confermando un impatto sul sistema nervoso anche a breve termine.
Acidificazione degli oceani e patelle: acclimatazione vs adattamento
I molluschi marini, come le patelle, sono in grado di modificare le proprie risposte ai cambiamenti ambientali attraverso due meccanismi principali:
- l’acclimatazione: una strategia a breve termine che consente agli organismi di adattarsi rapidamente alle nuove condizioni ambientali, attraverso modifiche reversibili nel loro funzionamento (plasticità fenotipica).
- l’adattamento: una strategia a lungo termine che comporta cambiamenti genetici permanenti e che permette alla specie di evolvere e sopravvivere in un ambiente modificato.
Patella caerulea cresce di più in acque acide
Sorprendentemente, la patella P. caerulea cresce bene nelle aree più acide. Non solo raggiunge dimensioni maggiori ma ha più tessuto molle.
Due fattori principali potrebbero spiegare questa crescita accelerata:
- una predazione e competizione minore: nelle aree più acide, molti predatori e competitori delle patelle (come stelle marine, polpi, ricci di mare e altri gasteropodi) sono meno presenti o del tutto assenti.
- una maggiore disponibilità di cibo: l’acidificazione può favorire la crescita di alghe non calcaree e del biofilm microbico (lo strato di microrganismi di cui le patelle si nutrono). Questo significa più cibo e di migliore qualità che permette loro di accumulare maggiori riserve energetiche sotto forma di glicogeno. In questo modo hanno più energie a disposizione da utilizzare per affrontare lo stress causato dall’acidificazione.
Patelle e acidificazione degli oceani: reazioni diverse per un futuro imprevedibile
Le diverse specie di patelle reagiscono all’acidificazione degli oceani con differenti meccanismi di adattamento e stress. Patella caerulea sembra compensare l’acidificazione crescendo di più, mentre Patella rustica e Patella ulyssiponensis mostrano risposte biochimiche più marcate. Gli effetti a breve termine confermano molte delle risposte osservate a lungo termine. Questo suggerisce una rapida capacità di adattamento o di attivazione dello stress metabolico.
Questi risultati sono fondamentali per capire come l’acidificazione degli oceani potrebbe influenzare la vita marina e quali specie potrebbero essere più vulnerabili o, al contrario, resilienti in un futuro in cui i mari saranno sempre più acidi.
Bibliografia:
- Signorini SG, Munari M, Crocetta F, Moro I, D’Aniello I, Nigro L, Micheli F, Della Torre C. Short and long-term exposure to ocean acidification in limpets from the Castello Aragonese vent systems (Ischia Island, Italy). Environ Res. 2025 Aug 15;279(Pt 2):121874. doi: 10.1016/j.envres.2025.121874. Epub 2025 May 15. PMID: 40381720.
Crediti immagini:
- Immagine in evidenza: https://www.flickr.com/photos/34878947@N04/6839785807
- Figura 1 : Signorini et al. 2025
- Figura 2 : Signorini et al. 2025