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.

 

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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.

Ci sono le whale fall nel Mediterraneo?

Sì, ci sono!

Anche se non sono state ancora studiate.


Ci sono almeno TRE evidenze che testimoniano la presenza delle whale fall communities nel Mar Mediterraneo:

PRIMO

Durante una crocera esplorativa effettuata nel 1998 nel Mediterraneo orientale (Medinaut cruise), il sommergibile Nautile ha avvistato e fotografato grossi scheletri di cetacei sul fondo marino a circa 2000 metri di profondità. Nonostante non sia stato effettuato uno studio di dettaglio, è presumibile che invertebrati e vertebrati marini si siano cibati della carcassa.

Localizzazione del Napoli Mud Vulcano. Immagine fornita da Jean Mascle (IFREMER)

Cetaceo sul fondo a circa 2000 metri di profondità. Foto fornita da Jean Mascle (IFREMER)

SECONDO

Invertebrati marini, in particolare molluschi, associati a ossa di balena dragate dalle reti dei pescatori, sono stati documentati nel passato nel Mar Mediterraneo. In particolare esemplari del mitilide Idas, un genere tipico delle whale fall communities, sono stati rinvenuti nel sud dell’Adriatico, al largo delle coste della Toscana e di Almeria (Idas simpsoni & Idas ghiotti; Warén & Carrozza, 1990, Bolotin et al. 2005). Questi ritrovamenti, seppur sporadici, testimoniano quindi l’esistenza di una fauna adattata a sfruttare l’energia fornita dalla decomposizione di carcasse di balena.

Idas simpsoni associate ad un cranio di Balaenoptera physalus dragato a 430 metri di profondità nel Mar Adriatico. Da Bolotin et al. 2005: First record of Idas simpsoni (Mollusca: Bivalvia: Mytilidae) in the Adriatic Sea

TERZO

La presenza di comunità associate alle carcasse di balena nel Mediterraneo è stata già dimostrata  per il passato geologico. Ricerche condotte dal Museo di Storia Naturale di Firenze, in collaborazione con il Dip.to di Scienze della Terra dell’Università di Firenze, hanno portato alla luce il resto fossile di un misticete con associati molluschi chemiosintetici: si tratta di lucinidi, bivalvi tipici degli ambienti riducenti, che si nutrivano dell’acido solfidrico sviluppato dalla decomposizione della carcassa, soprattutto dei lipidi contenuti all’interno delle ossa (Dominici et al. 2009). La scoperta è stata fatta presso la località di Orciano Pisano (PI) in terreni che risalgono a circa 3 milioni di anni fa.

Balena di Orciano Pisano. Foto dal sito http://www.ahistoryoflife.com

Balena di Orciano Pisano. Foto dal sito http://www.ahistoryoflife.com

Link: http://www.ahistoryoflife.com/index.php?option=com_content&task=view&id=16&Itemid=31

Bibliografia:

Bolotin, J., Hrs-Brenko, M., Tutman, P., Glavic, N., Kožul, V., Skaramuca, B., Lucic, D., and Lucic, J., 2005, First record of Idas simpsoni (Molluska: Bivalvia: Mytilidae) in the Adriatic Sea: Journal of the Marine Biological Association of the UK, v. 85, p. 977-978.

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

Warén, A., and Carrozza, F., 1990, Idas ghisotti sp. n., a new mytilid bivalve associated with sunken wood in the Mediterranean: Bollettino Malacologico, v. 26, p. 19-24.

Silvia Danise

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