I vermi zombie non si possono più nascondere

Osedax mucofloris, specie vivente in nord Atlantico, estratto dal substrato osseo nel quale vive per mostrare l’apparato “radicale”. Questi tessuti si estendono dentro le ossa di balena per estrarre il collagene di cui si nutrono i simbionti eterotrofi di Osedax.

Dopo il ritrovamento di una carcassa di balena fossile con resti di una whale-fall community (WFC) a Orciano Pisano (Dominici et al. 2009, Danise et al. 2010), con ossa troppo bioerose per consentire lo studio dei caratteri diagnostici lasciati dal verme mangia-ossa Osedax, si è pensato di procedere allo studio di altri reperti provenienti dalla stessa località e conservati nel Museo di Storia Naturale dell’Università di Firenze (MSN-FI). La collezione paleontologica donata dal naturalista Roberto Lawley nel 1875 comprendeva ossa con tracce simili a quelle riconosciute in ecosistemi moderni e lasciate da Osedax. Lo studio di alcuni esemplari intrapreso nel 2010 da Nicholas Higgs dell’Università di Leeds (UK), in collaborazione con MSN-FI e Natural History Museum di Londra (NHM), ha fornito ottimi risultati consentendo di espandere la conoscenza delle WFC in Mediterraneo. Ora sappiamo che vermi mangia-ossa, ancora ignoti negli ecosistemi attuali del Mare Nostrum, erano presenti circa 3 milioni di anni fa in quello che si configurava come il paleo-Arcipelago Toscano. Una ragione in più per insistere e spingere le autorità e i centri di studio a collaborare per promuovere ricerca e sperimentazione attraverso l’affondamento controllato di carcasse (vedi post precedenti).

Radio di Ziphiidae della collezione Lawley con tracce lasciate da anellidi siboglinidi (4 gallerie nell’area indicata dal rettangolo e altre tre indicate da croci e numeri)

I vermi-zombie, come sono stati definiti sul web dal NHM (Bone-eating zombie worms can no longer hide), appartenenti al genere Osedax (=mangia-ossa) sono stati descritto per la prima volta pochi anni fa grazie a studi condotti al largo della California (Rouse et al. 2004). Tracce della loro attività sono state poi riconosciute in ossa fossili dell’Oligocene, per confronto con ossa attuali (Kiel et al. 2010). Il rinvenimento delle stesse tracce, oggi note col nome di Osspecus nella paratassonomia icnologica (Higgs et al. 2011), in resti pliocenici del Mediterraneo permette di estendere alle medie latitudini il range paleobiogeografico dei vermi siboglinidi tipici delle WFC. Mettendo insieme resti fossili e resti attuali abbiamo oggi la ragionevole certezza che anche in Mediterraneo esistano WFC analoghe a quelle  studiate in Atlantico e Pacifico a latitudini maggiori.

Radiografia in microscan del radio di Ziphiidae della collezione Lawley. Riconoscibili le tracce di Osedax in sezione (icnogenere Osspecus) PHOTO HIGGS

La notizia dei risultati dello studio di Higgs e collaboratori, pubblicato nella rivista Historical Biology, è stata rilanciata da Nature (Ancient whales were worm food) e sul web da Science Daily (‘Zombie’ worms found in Mediterranean fossil), oltre che nel sito web del Natural History Museum (Bone-eating zombie worms can no longer hide),  con grande risonanza nel panorama scientifico internazionale.

 

Bibliografia

Danise S., Dominici S. & Betocchi U. (2010). Mollusk species at a Pliocene shelfal whale-fall. Palaios 25, 449-456.

Dominici S., Cioppi E., Danise S., Betocchi U., Gallai G., Tangocci F., Valleri G. & Monechi S. (2009). Mediterranean fossil whale falls and the adaptation of mollusks to extreme habitats: Geology 37, 815–818.

Higgs N.D., Little C.T.,  Glover A.G., Dahlgren T.G., Smith C.R. & Dominici S. (2011). Evidence of Osedax worm borings in Pliocene (~3 Ma) whale bone from the Mediterranean. Historical Biology 24, 269-277.

Kiel S., Goedert J.L., Kahl W.-A. & Rouse G.W. (2010). Fossil traces of the bone-eating worm Osedax in early Oligocene whale bones. Proceedings of the National Academy of Science 107, 8656–8659.

Rouse G. W., Goffredi S. K. & Vrijenhoek R. C. (2004). Osedax: Bone-eating marine worms with dwarf males: Science 305, 668–671.

La balenottera di San Rossore: primo esperimento in Mediterraneo

Il 26 gennaio 2011 un esemplare maschio di Balaenoptera physalus, lungo 16,80 m e pesante 16-18 tonnellate, si è spiaggiato all’interno del Parco Regionale di Migliarino, San Rossore, Massacuccoli, all’interno della Tenuta di San Rossore, nel comune di San Giuliano Terme (Pisa), a circa due chilometri a nord della foce del Fiume Morto.

La balenottera di San Rossore al secondo giorno dopo lo spiaggimento: autopsia in corso.

La balenottera era la stessa fotografata in mare dal fotografo Roberto Neri il 16 gennaio al largo di Follonica e poi ripresa davanti al porto di Viareggio il 23 gennaio dall’Associazione *Cetus*. La comparazione delle fotografie della pinna dorsale è stata effettuata da Letizia Marsili dell’Università di Siena e da Davide Bedocchi del *Cetus* di Viareggio. L’autopsia condotta dopo lo spiaggiamento dall’equipe di veterinari diretta dal Dr. Sandro Mazzariol dell’Istituto di Veterniaria dell’Università di Padova ha consentito di rilevare un strato di grasso di soli 6 cm, molto ridotto rispetto ai 9-10 tipici di esemplari di queste dimensioni e forte indizio di malnutrizione. Dai primi esami macroscopici svolti giovedì sera risulta che l’animale era ricoperto di parassiti e alla morte aveva uno stomaco vuoto e un’evidente situazione di stress per non aver mangiato da almeno 20 giorni.

A seguito della difficoltà di praticare uno smaltimento della carcassa tramite interramento o trasporto in altro luogo è stato preso in considerazione il protocollo che propone l’affondamento in mare, documento predisposto dal Dr. Stefano Dominici del Museo di Storia Naturale di Firenze e dalla dottoressa Silvia Danise del Dipartimento di Scienze della Terra della stesso ateneo. Tale progetto di massima, predisposto in occasione della nascita di questo blog (vedi l’appello), è associato alla proposta di studiare le comunità di organismi marini che si nutrono dei tessuti dell’animale, tornando a monitorare la carcassa con l’uso di veicoli a controllo remoto. Di concerto con i veterinari dell’ASL e quelli dell’Università di Padova, che hanno verificato l’assenza di rischio infettivo, si è quindi proceduto con l’affondamento della carcassa della balenottera avvenuto il giorno 2 febbraio a circa 10 miglia dalla costa a una profondità di circa 50 m. Per l’affondamento sono stati predisposti blocchi di cemento per un peso di circa 20 tonnelate necessari per portare a fondo un animale di queste dimensioni; le zavorre sono state agganciate alla carcassa in prossimità della coda e della zona centrale del corpo. La profondità di affondamento è stata scelta per soddisfare alcune esigenze sia di ordine scientifico che pratico.

Operazioni di preparazione della carcassa per l'affondamento.

Gli studi in aree extramediterranee hanno mostrato che a grandi profondità le carcasse ospitano organismi specializzati allo sfruttamento dei grassi contenuti nelle ossa, come a titolo di esempio il polichete Osedax (=mangiatore di ossa), insieme conosciuti come whale fall communities (WFC=comunità di carcassa di balena). Questi organismi si sono evoluti nel corso del Cenozoico a partire da specie di ambiente marino costiero, ma non è ancora chiaro che diffusione abbiano in acque basse essendo pochissime le carcasse finora studiate. In Mediterraneo lo stato delle conoscenza è ancor più frammentario, tanto che una vera e propria WFC moderna non è mai stata studiata. I ricercatori dell’Università di Firenze hanno tuttavia rinvenuto e studiato dal 2007 una WFC fossile presso la carcassa di un balenotteride pliocenico, sempre in territorio toscano, a Orciano Pisano (vai all’articolo). Da queste ricerche è nata la proposta di affondare artificialmente una carcassa per studiare nel tempo le WFC in acque relativamente basse e fornire dati che interessano istituti di ricerca nazionali e internazionali.

La carcassa trainata dal rimorchiatore Peter Pan.

Il monitoraggio successivo della carcassa sarà condotto dal personale della Sezione di Geologia e Paleontologia del Museo di Storia Naturale di Firenze e dall’ARPAT di Livorno, attività che rientra a pieno titolo in quelle previste dal progetto Gionha di cui ARPAT è capofila. Hanno mostrato il loro interesse ricercatori della Stazione Zoologica Anton Dohrn di Napoli, dell’Università di Bergen in Norvegia, del Natural History Museum di Londra, del Max Planck Institute di Brema e dell’Università delle Hawaii a Manoa. Il piano di monitoraggio prevede la registrazione d’immagini sugli organismi spazzini che si cibano dei tessuti molli dell’animale, seguita da una più lunga fase di registrazione immagini e raccolta campioni per verificare quali organismi andranno a popolare i dintorni dello scheletro nel corso degli anni.

 

Intervista su Radio 24

Sabato 12 giugno è andata in onda un’ intervista a Stefano Dominici, del Museo di Storia Naturale di Firenze, all’interno del programma Moebius (“Un viaggio nel mondo senza fine della scienza”) di Radio 24.

La puntata è ascoltabile on line al seguente link:

http://www.moebiusonline.eu/trasmissioni/100612trasmissione.shtml

Federico Pedrocchi ha discusso con Stefano Dominici sulla problematica delle balene spiaggiate ogni anno sulle nostre coste e sui metodi che potrebbero essere adottati per il loro smaltimento.

L’intervista si intitola

“I cetacei del Mediterraneo: capita che finiscano a riva in fin di vita. Il loro corpo va restituito al mare”

Attenzione è stata posta sul fatto che mentre l’interramento delle carcasse  rappresenta un inquinamento dell’ecosistema terrestre, al contrario non lo è per il fondale marino. La restituzione delle carcasse al mare rappresenterebbe una risorsa per le  speciali comunità bentoniche adattate a vivere sulle carcasse che dopo la morte affondano naturalmente sul fondale.


Whale falls su “LE SCIENZE” di Aprile

L’ultimo numero della rivista Le Scienze (Aprile 2010, n° 500), edizione italiana di Scientific American, contiene un articolo dedicato alle  whale fall communities.

L’articolo “La seconda vita delle balene” è stato scritto dal ricercatore dell’Università di Leeds Crispin Little e racconta della scoperta e degli studi finora fatti a livello internazionale sulle whale falls.

All’interno è presente inoltre un contributo sulle ricerche effettuate  in Italia. Nell’articolo “Una comunità tutta italiana” Stefano Dominici (Museo di Storia Naturale, Università di Firenze) e Silvia Danise (Dipartimento di Scienze della Terra, Università di Firenze)  presentano gli studi effettuati sulla balena fossile di Orciano Pisano: il primo caso al mondo di una whale fall community in acque basse comprendente tutti gli stadi ecologici, il primo ritrovamento per il Mediterraneo e la prima carcassa completa rinvenuta allo stato fossile.

Lo stesso appello presente nella pagina di apertura di questo blog,  ad utilizzare per fini ecologico-sperimentali le grosse carcasse che periodicamente sono spiaggiate sulle coste italiane, è stato inserito nell’articolo, in modo da sensibilizzare i lettori su questo tema.

Le whale fall communities di mare profondo

Le balene sono gli organismi viventi più grandi che popolano la Terra. Un esemplare adulto di balena azzurra, la specie che può raggiungere le dimensioni maggiori, pesa fino a 170 tonnellate per 32 metri di lunghezza. Inoltre, sia le parti molli che le ossa delle balene sono estremamente ricche in grassi, materia prima che nei secoli passati, e purtroppo anche attualmente, ha portato ad una intensa caccia alla balena.

Questi fattori fanno sì che quando una balena muore e cade sul fondo oceanico costituisca una ricchissima fonte di materia organica che attrae una miriade di organismi che si nutrono di essa. In gergo scientifico una carcassa affondata viene detta “whale fall”, ovvero “caduta di balena”. Le comunità associate alle carcasse, dette quindi “whale fall communities”, sono state scoperte nel 1987 durante una spedizione scientifica al largo dei fondali della California, ad opera del sottomarino da ricerca americano Alvin (Smith et al. 1989). Quello che più impressionò gli scienziati fu l’abbondanza di organismi che vivevano intorno alla carcassa, alcuni dei quali fino ad allora sconosciuti ed altri simili o identici a quelli già scoperti in prossimità di altri sistemi profondi come le sorgenti idrotermali (hydrothermal vents) e le sorgenti di idrocarburi, principalmente metano (cold seeps).

I biologi marini che hanno monitorato nel tempo questi resti hanno riconosciuto una caratteristica successione ecologica, in cui organismi diversi si avvicendano intorno alle carcasse per nutrirsi. La successione ecologica è costituita da quattro stadi: 1) degli spazzini, 2) degli opportunisti, 3) dei solfofilici e 4) di ‘scogliera’.

Nel primo stadio i tessuti molli della carcassa vengono rimossi da animali spazzini, quali squali, lamprede e decine di altre specie tra invertebrati e vertebrati, capaci di asportare fino a 60 kg al giorno di tessuti molli.

Lo stadio degli spazzini. © Michael Rothman

Al termine di questa asportazione, che dura da pochi giorni a qualche anno, ha inizio lo stadio degli opportunisti dell’arricchimento, in cui le ossa e i sedimenti che circondano lo scheletro, ricchi di materia organica, vengono colonizzati da una comunità di policheti, molluschi, crostacei e altri invertebrati caratterizzata da alta densità e bassa diversità (Smith et al. 2002; Smith & Baco 2003). Tra questi spicca un particolare polichete, della famiglia dei sibonuglinidi, detto Osedax. Osedax, dal latino os- (osso) ed -edax (mangiatore) è dotato di un sistema di radici fatte di tessuto epiteliale che penetrano nelle ossa e, dentro le radici, batteri endosimbiotici che degradano il grasso presente nelle ossa, nutrendosi di esso e a loro volta nutrendo i vermi policheti. Osedax caratteristico per il pennacchio di ciglia rossastre esposto alle correnti marine dalle quali estrae l’ossigeno necessario al suo metabolismo aerobico, è quindi sorprendentemente privo sia di bocca che di tubo digerente (Rouse et al. 2004).

Lo stadio degli opportunisti. © Michael Rothman

Il tempo in cui i protagonisti dello stadio degli opportunisti cominciano a scemare, perché hanno consumano tutta la materia organica, è principalmente funzione delle dimensioni della carcassa e per grossi cetacei il secondo stadio può durare fino a qualche anno. A questo punto le ossa che rimangono sul fondo possono ancora essere sfruttate da nuovi organismi che usano come fonte di energia il grasso in esse contenuto: come ben sanno i famigerati cacciatori di balena, infatti, fino al 60% delle ossa di balena è fatto di lipidi. Ha inizio il terzo stadio in cui le ossa, ancora ricche in lipidi, vengono attaccate da batteri anaerobi che trasformano il solfato presente nell’acqua marina in solfuri. I solfuri portano alla comparsa, intorno alla carcassa, di una nuova catena alimentare a base chemiosintetica, costituita sia da tappeti di batteri chemioautotrofi, sia da bivalvi con chemiosimbionti. La comunità dello stadio solfofilico si distingue per una grande ricchezza di specie, molte delle quali abbondanti nelle immediate vicinanze delle ossa, ma rare negli habitat limitrofi (Smith & Baco 2003).

Lo stadio sulfofilico. © Michael Rothman

Al termine i ricercatori presuppongono che le ossa possano costituire un banco rilevato dove le correnti subiscono un minor rallentamento da attrito rispetto al fondo e pertanto una zona preferenziale per organismi filtratori: crinoidi, ofiure e cnidari sono stati infatti trovati da ricercatori giapponesi su una carcassa affondata artificialmente. E’ lo stadio di ‘scogliera’ con cui termina la successione ecologica.

Bibliografia:

Rouse, G. W., Goffredi, S. K. & Vrijenhoek, R. C. 2004, Osedax: Bone-eating marine worms with dwarf males:  Science, v. 305, p. 668–671.

Smith, C.R., Kukert, H., Wheatcroft, R.A., Jumars, P.A., and Deming, J.W., 1989, Vent fauna on whale re-mains: Nature, v. 34, p. 27-28.

Smith, C. R., Baco, A. R., and Glover, A., 2002, Faunal succession on replicate deep-sea whale falls: time scales and vent-seep affinities: Cahiers de Marine Biologie, v. 43, p. 293–297.

Smith, C.R., and Baco, A.R., 2003, Ecology of whale falls at the deep-sea floor: Oceanography and Marine Biology Annual Review, v. 41, p. 311–354.

Cetacei nel Mar Mediterraneo

Il Mar Mediterraneo è ricco di cetacei !

Ci sono zone, specialmente vicino alle coste italiane, in cui i cetacei vivono permanentemente o si recano per riprodursi.

Il Mare Mediterraneo ha un’ altissima biodiversità, ospitando fino al 18% delle specie marine mondiali. Si tratta di un dato molto significativo, considerando che costituisce soltanto lo 0,82% della superficie totale degli oceani. Le ragioni di questa ricchezza specifica sono principalmente due: da una parte una lunga e complessa evoluzione geologica che ha avuto inizio circa 230 milioni di anni fa e ha quindi influenzato l’evoluzione e la distribuzione degli organismi presenti; dall’altra la grande variabilità delle condizioni climatiche ed idrologiche attuali, che fanno si che il Mar Mediterraneo ospiti sia organismi di ambiente temperato che subtropicale.

Queste caratteristiche spiegano la grande abbondanza di predatori al culmine della catena trofica (top predators) come i cetacei. Nel Mediterraneo si possono incontrare infatti 21 specie di cetacei, delle quali otto sono specie residenti e di osservazione regolare mentre le altre 13 sono di comparsa occasionale in quanto rappresentate da individui che di tanto in tanto entrano nel Mediterraneo dall’oceano Atlantico e dal mar Rosso. In generale, balene e delfini sono più abbondanti nelle porzioni occidentale e centrale del bacino, più vicine all’oceano Atlantico, mentre si fanno più rari nella porzione orientale e nel mar Nero.

Sono regolarmente presenti nel Mediterraneo due specie di enormi dimensioni, la Balenottera comune e il Capodoglio, tre specie di delfini (Delfino comune, Tursiope e Stenella striata) e tre generi poco conosciuti di dimensioni intermedie (Grampo, Globicefalo e Zifio).

Video sui cetacei del Mar Mediterraneo:

http://www.whaletrackers.com/whales-mediterranean-sea/

Il Santuario dei Cetacei

Il braccio di mare compreso tra la Francia sud-orientale, il Principato di Monaco, la Liguria, la Toscana con il suo arcipelago di isole e la parte settentrionale della Sardegna è noto come il Santuario dei Cetacei, un’area marina da salvaguardare per l’elevata ricchezza di mammiferi marini. Nel Santuario vivono permanentemente migliaia di esemplari di balenottera comune (Balaenptera physalus), il secondo animale del pianeta per dimensioni dopo la balenottera azzurra, e vi migrano per nutrirsi e riprodursi tutte le specie di cetacei che popolano il Mediterraneo: il capodoglio (Physeter macrocephalus), lo zifio (Ziphius cavirostris), il globicefalo (Globicephala melas), il grampo (Grampus griseus), il tursiope (Tursiops truncates), la stenella (Stenella coeruleoalba) e il delfino comune (Delphinus delphis).

Il canyon sottomarino di Cuma

Il canyon sottomarino di Cuma è una profonda valle sottomarina che, partendo dalle aree prossime ai Campi Flegrei e all’isola di Ischia raggiunge una profondità massima di 800 metri tra le isole di Ischia e Ventotene. Il canyon rappresenta un grosso collettore sedimentario per i sedimenti che sono apportati lungo la costra dal fiume Volturno e Garigliano. La valle sottomarina influenza la circolazione delle acque, in quanto essa consente la veloce risalita di acque profonde (upwelling) più fredde e ricche di nutrienti . Queste caratteristiche fanno sì che si crei un habitat speciale, caratterizzato da un’elevata densità locale e diversità di fauna bentonica e pelagica, che supera quella di altri habitat lungo la piattaforma e la scarpata continentale.

Le specie di cetacei presenti nell’area sono:  Delphinus delphis, Stenella coeruleoalba, Tursiops truncatus, Grampus griseus, Physeter macrocephalus, Balaenoptera physalus.

La Balenottera comune  è la specie più frequente dell’area. Il canyon è prevalentemente utilizzato dalle balenottere come sito di alimentazione durante i mesi estivi. La Stenella coeruleoalba (comunemente detta striata) è il cetaceo più comune del Mediterraneo. Intorno all’isola di Ischia, per via della conformazione del fondale, questa specie pelagica si avvicina molto alla costa.

http://www.delphismdc.org/ita/index.php?option=com_content&task=view&id=64&Itemid=47&lang=ita

Bibliografia:

Notarbartolo di Sciara, G., Agardy, T., Hyrenbach, D., Scovazzi, T., and Van Klaveren, P., 2008, The Pelagos sanctuary for Mediterranean marine mammals. Aquatic Conservation: Marine and Freshwater Ecosystems, v. 18, p. 367-391.

Mussi, B., and Miragliuolo, A., 2003, I cetacei della costa Nord Occidentale dell’Isola di ischia.

Spiaggiamenti lungo le coste italiane

Gli spiaggimaneti di cetacei, sia odontoceti che misticeti, non sono rari lungo le coste italiane.

Attualmente online è presente una banca dati che raccolgie dati raccolti a partire dal 1986, gestita dal Centro Interdisciplinare di Bioacustica e Ricerche Ambientali dell’Università di Pavia, dal Museo di Storia naturale di Milano e dal Ministero dell’Ambiente e della Tutela del Territiorio e del Mare.

http://mammiferimarini.unipv.it/

Molto spesso gli spiaggiamenti provocano la morte dell’animale per disidratazione o per soffocamento dovuto al collasso dei polmoni sotto il peso del proprio corpo. Le cause degli spiaggiamenti non sono ancora chiare, si pensa che a provocarli non sia una sola causa, ma una concomitanza di eventi naturali, biologici e comportamentali. I primi comprendono cambiamenti nelle correnti marine e nelle maree e l’insorgenza di tempeste, mentre i fattori biologici comprendono lapredazione, le malattie e i disturbi nell’ecolocalizzazione. Un’altra possibile causa degli spiaggiamenti sono le esercitazioni della marina militare effettuate mediante l’utilizzo di sonar a media frequenza utilizzati per la ricerca dei sottomarini.

Nel dicembre scorso (2009) si è verificato l’eccezionale spiaggiamento di nove capodogli in località Foce Varano, sul Gargano, in Puglia. Sette sono morti, due sono riusciti a riprendere il largo. La ragione della morte sembra essere dovuta all’ingestione di buste di plastica, scambiate erroneamente per calamari, unico cibo di cui si nutrono. Il professore Giuseppe Nascetti, pro-rettore dell’università della Tuscia, che ha effettuato gli studi di dettaglio sulle carcasse, ritiene che i capodolgi siano stati disturbati dall’intenso traffico delle navi nell’Adriatico: non solo quelle militari con i loro sonar, alcune grandi imbarcazioni infatti eseguono ricerche di idrocarburi al di sotto dei fondali marini emettendo forti ed improvvisi rumori che interferiscono con i sistemi di ricerca di cibo dei capidogli disorientandoli.

Capodoglio spiaggiato presso Foce di Varano

Le carcasse rimaste sulla spiaggia, dopo il prelievo di alcuni campioni di studio, sono state portate in discariche a terra.

Una soluzione alternativa, e sicuramente meno dispensione,  sarebbe stata quella di trainare al largo le calrcasse, per re-immetterle nel loro ambiente naturale.

Fonti:

http://www.repubblica.it/2009/12/sezioni/ambiente/capodogli-arenati-puglia/capodogli-plastica/capodogli-plastica.html

http://www.istitutotethys.org/gargano/

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