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  • Compara e contrasta le caratteristiche delle zone oceaniche

L’oceano è il più grande bioma marino. È un corpo continuo di acqua salata che è relativamente uniforme nella composizione chimica; è una soluzione debole di sali minerali e materia biologica decomposta. All’interno dell’oceano, le barriere coralline sono un secondo tipo di bioma marino. Gli estuari, aree costiere dove l’acqua salata e l’acqua dolce si mescolano, formano un terzo bioma marino unico.

Oceano

La diversità fisica dell’oceano è un’influenza significativa su piante, animali e altri organismi. L’oceano è classificato in diverse zone in base a quanto la luce raggiunge l’acqua. Ogni zona ha un gruppo distinto di specie adattate alle condizioni biotiche e abiotiche particolari di quella zona.

La foto mostra ricci di mare, cozze e stelle marine in una zona intertidale rocciosa.

Figura 1. Ricci di mare, gusci di cozze e stelle marine si trovano spesso nella zona intertidale, mostrati qui nella Kachemak Bay, Alaska. (credit: NOAA)

La zona intertidale, che è la zona tra l’alta e la bassa marea, è la regione oceanica più vicina alla terraferma (Figura 1). Generalmente, la maggior parte delle persone pensa a questa porzione di oceano come a una spiaggia di sabbia. In alcuni casi, la zona intertidale è effettivamente una spiaggia sabbiosa, ma può anche essere rocciosa o fangosa. La zona intertidale è un ambiente estremamente variabile a causa delle maree. Gli organismi sono esposti all’aria e alla luce del sole durante la bassa marea e sono sott’acqua per la maggior parte del tempo, specialmente durante l’alta marea. Pertanto, gli esseri viventi che prosperano nella zona intertidale si sono adattati ad essere asciutti per lunghi periodi di tempo. La riva della zona intertidale è anche ripetutamente colpita dalle onde, e gli organismi che vi si trovano sono adattati a resistere ai danni dell’azione martellante delle onde (Figura 1). Gli esoscheletri dei crostacei del litorale (come il granchio del litorale, Carcinus maenas) sono robusti e li proteggono dalla disidratazione e dai danni delle onde. Un’altra conseguenza delle onde martellanti è che poche alghe e piante si stabiliscono nelle rocce, sabbia o fango in continuo movimento.

La zona neritica si estende dalla zona intertidale fino a profondità di circa 200 m (o 650 piedi) al bordo della piattaforma continentale. Poiché la luce può penetrare a questa profondità, la fotosintesi può avvenire nella zona neritica. L’acqua qui contiene limo ed è ben ossigenata, a bassa pressione e a temperatura stabile. Il fitoplancton e il Sargassum galleggiante (un tipo di alga marina fluttuante) forniscono un habitat per alcune forme di vita marina che si trovano nella zona neritica. Zooplancton, protisti, piccoli pesci e gamberi si trovano nella zona neritica e sono la base della catena alimentare per la maggior parte della pesca mondiale.

Oltre la zona neritica c’è l’area oceanica aperta conosciuta come zona oceanica. All’interno della zona oceanica c’è una stratificazione termica dove le acque calde e fredde si mescolano a causa delle correnti oceaniche. Il plancton abbondante serve come base della catena alimentare per animali più grandi come le balene e i delfini. I nutrienti sono scarsi e questa è una parte relativamente meno produttiva del bioma marino. Quando gli organismi fotosintetici e i protisti e gli animali che si nutrono di loro muoiono, i loro corpi cadono sul fondo dell’oceano dove rimangono; a differenza dei laghi d’acqua dolce, l’oceano aperto manca di un processo per riportare i nutrienti organici in superficie. La maggior parte degli organismi della zona afotica comprende i cetrioli di mare (phylum Echinodermata) e altri organismi che sopravvivono grazie ai nutrienti contenuti nei corpi morti degli organismi della zona fotica.

Sotto la zona pelagica si trova il regno bentonico, la regione delle acque profonde oltre la piattaforma continentale. Il fondo del regno bentonico è composto da sabbia, limo e organismi morti. La temperatura diminuisce, rimanendo al di sopra del congelamento, man mano che la profondità dell’acqua aumenta. Questa è una porzione di oceano ricca di nutrienti a causa degli organismi morti che cadono dagli strati superiori dell’oceano. A causa di questo alto livello di nutrienti, esiste una diversità di funghi, spugne, anemoni di mare, vermi marini, stelle marine, pesci e batteri.

La parte più profonda dell’oceano è la zona abissale, che è a profondità di 4000 m o più. La zona abissale è molto fredda e ha una pressione molto alta, un alto contenuto di ossigeno e un basso contenuto di nutrienti. Ci sono una varietà di invertebrati e pesci in questa zona, ma la zona abissale non ha piante a causa della mancanza di luce. Le bocche idrotermali si trovano principalmente nella zona abissale; i batteri chemiosintetici utilizzano il solfuro di idrogeno e altri minerali emessi dalle bocche. Questi batteri chemiosintetici usano l’idrogeno solforato come fonte di energia e servono come base della catena alimentare che si trova nella zona abissale.

Le barriere coralline

In questa foto, diversi pesci stanno nuotando tra i coralli. Il corallo nella parte anteriore della foto è blu con braccia ramificate. Più indietro ci sono coralli a forma di incudine.

Figura 2. Le barriere coralline sono formate dagli scheletri di carbonato di calcio degli organismi corallini, che sono invertebrati marini del phylum Cnidaria. (credit: Terry Hughes)

Le barriere coralline sono creste oceaniche formate da invertebrati marini che vivono in acque calde e poco profonde nella zona fotica dell’oceano. Si trovano entro 30˚ a nord e a sud dell’equatore. La Grande Barriera Corallina è un noto sistema corallino situato a diverse miglia al largo della costa nord-orientale dell’Australia. Altri sistemi di barriera corallina sono isole marginali, che sono direttamente adiacenti alla terraferma, o atolli, che sono sistemi di barriera circolare che circondano una ex massa terrestre che ora è sott’acqua. Gli organismi corallini (membri del phylum Cnidaria) sono colonie di polipi d’acqua salata che secernono uno scheletro di carbonato di calcio. Questi scheletri ricchi di calcio si accumulano lentamente, formando la barriera corallina sottomarina.

I coralli che si trovano in acque meno profonde (ad una profondità di circa 60 m o circa 200 piedi) hanno una relazione mutualistica con le alghe unicellulari fotosintetiche. Questa relazione fornisce ai coralli la maggior parte del nutrimento e dell’energia di cui hanno bisogno. Le acque in cui vivono questi coralli sono nutrizionalmente povere e, senza questo mutualismo, non sarebbe possibile per i grandi coralli crescere. Alcuni coralli che vivono in acque più profonde e fredde non hanno una relazione mutualistica con le alghe; questi coralli ottengono energia e nutrimento usando cellule pungenti sui loro tentacoli per catturare le prede.

Si stima che più di 4.000 specie di pesci abitino le barriere coralline. Questi pesci possono nutrirsi di corallo, della criptofauna (invertebrati che si trovano all’interno del substrato di carbonato di calcio delle barriere coralline), o delle alghe che sono associate al corallo. Inoltre, alcune specie di pesci abitano i confini di una barriera corallina; queste specie includono predatori, erbivori o planktivores. I predatori sono specie animali che cacciano e sono carnivori o “mangiatori di carne”. Gli erbivori mangiano materiale vegetale, e i planktivores mangiano il plancton.

Guarda questo video della National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) per vedere l’ecologo marino Dr. Peter Etnoyer discutere le sue ricerche sugli organismi corallini.

Declino globale delle barriere coralline

Ci vuole molto tempo per costruire una barriera corallina. Gli animali che creano le barriere coralline si sono evoluti nel corso di milioni di anni, continuando a depositare lentamente il carbonato di calcio che forma le loro caratteristiche case oceaniche. Immersi nelle calde acque tropicali, gli animali corallini e i loro partner algali simbiotici si sono evoluti per sopravvivere al limite superiore della temperatura dell’acqua dell’oceano.

Insieme, il cambiamento climatico e l’attività umana rappresentano una doppia minaccia alla sopravvivenza a lungo termine delle barriere coralline del mondo. Con il riscaldamento globale dovuto alle emissioni di combustibili fossili, le barriere coralline stanno soffrendo. Il calore eccessivo fa sì che le barriere coralline espellano le loro alghe simbiotiche che producono cibo, provocando un fenomeno noto come sbiancamento. Quando si verifica lo sbiancamento, le barriere coralline perdono gran parte del loro colore caratteristico come le alghe e gli animali corallini muoiono se la perdita delle zooxantelle simbiotiche è prolungata.

I livelli crescenti di anidride carbonica atmosferica minacciano ulteriormente i coralli in altri modi; quando la CO2 si dissolve nelle acque oceaniche, abbassa il pH e aumenta l’acidità dell’oceano. Quando l’acidità aumenta, interferisce con la calcificazione che avviene normalmente quando gli animali corallini costruiscono le loro case di carbonato di calcio.

Quando una barriera corallina comincia a morire, la diversità delle specie crolla perché gli animali perdono cibo e riparo. Le barriere coralline sono anche destinazioni turistiche economicamente importanti, quindi il declino delle barriere coralline rappresenta una seria minaccia per le economie costiere.

La crescita della popolazione umana ha danneggiato i coralli anche in altri modi. Con l’aumento della popolazione costiera umana, è aumentato anche il deflusso dei sedimenti e dei prodotti chimici agricoli, causando l’intorbidimento di alcune delle acque tropicali un tempo limpide. Allo stesso tempo, la pesca eccessiva di specie di pesci popolari ha permesso alle specie predatrici che mangiano i coralli di andare senza controllo.

Anche se un aumento delle temperature globali di 1-2˚C (una proiezione scientifica conservativa) nei prossimi decenni può non sembrare grande, è molto significativo per questo bioma. Quando il cambiamento avviene rapidamente, le specie possono estinguersi prima che l’evoluzione porti a nuovi adattamenti. Molti scienziati credono che il riscaldamento globale, con i suoi rapidi (in termini di tempo evolutivo) e inesorabili aumenti di temperatura, stia rovesciando l’equilibrio oltre il punto in cui molte delle barriere coralline del mondo possono recuperare.

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