Zucchero sotto i prati di fanerogame marine

Le distese di fanerogame marine sono oasi sottomarine. Ora i ricercatori hanno scoperto grandi quantità di zuccheri sotto le praterie di fanerogame. Ciò getta nuova luce su come le piante immagazzinano carbonio nell'oceano.

Le fanerogame marine (Posidonia oceanica Delile) formano prati verdi lussureggianti in molte zone costiere di tutto il mondo. Queste piante marine sono uno dei più efficienti pozzi globali di anidride carbonica sulla Terra: un chilometro quadrato di alghe immagazzina quasi il doppio del carbonio delle foreste sulla terraferma e 35 volte più velocemente.

Uno studio, pubblicato su Nature Ecology & Evolution, (1) narra che gli scienziati del Max Planck Institute for Marine Microbiology di Brema, in Germania, hanno scoperto che le fanerogame marine rilasciano enormi quantità di zucchero nei loro terreni, la cosiddetta rizosfera. Le concentrazioni di zucchero sotto le praterie erano almeno 80 volte superiori a quelle precedentemente misurate negli ambienti marini.

Il dottor Manuel Liebeke, (2) capo del gruppo di ricerca sulle interazioni metaboliche presso il Max Planck Institute for Marine Microbiology, dice: «Per mettere questo in prospettiva: stimiamo che nel mondo ci siano tra 0,6 e 1,3 milioni di tonnellate di zucchero, principalmente sotto forma di saccarosio, nella rizosfera delle fanerogame. Questo è più o meno paragonabile alla quantità di zucchero in 32 miliardi di lattine di coca cola!»

I polifenoli impediscono ai microbi di mangiare lo zucchero

I microbi amano lo zucchero: è facile da digerire e pieno di energia. Allora perché il saccarosio non viene consumato dalla grande comunità di microrganismi nella rizosfera delle fanerogame?

La dottoressa Maggie Sogin, (3) prima autrice dello studio che ha guidato la ricerca al largo dell'isola d'Elba e al Max Planck Institute for Marine Microbiology, dice: «Abbiamo passato molto tempo a cercare di capirlo. Quello che ci siamo resi conto è che le alghe, come molte altre piante, rilasciano composti fenolici nei loro sedimenti. Vino rosso, caffè e frutta sono pieni di fenolici e molte persone li assumono come integratori per la salute. Quello che è meno noto è che i fenolici sono antimicrobici e inibiscono il metabolismo della maggior parte dei microrganismi. Nei nostri esperimenti abbiamo aggiunto sostanze fenoliche isolate dalle fanerogame ai microrganismi nella rizosfera delle fanerogame marine – e in effetti, è stato consumato molto meno saccarosio rispetto a quando non erano presenti fenolici».

Alcuni specialisti prosperano sugli zuccheri nella rizosfera delle fanerogame

Perché le fanerogame marine producono così grandi quantità di zuccheri, per poi scaricarle solo nella loro rizosfera?

La dottoressa Nicole Dubilier, (4) direttrice del Max Planck Institute for Marine Microbiology, spiega: «Le fanerogame marine producono zucchero durante la fotosintesi. In condizioni di luce media, queste piante utilizzano la maggior parte degli zuccheri che producono per il proprio metabolismo e la propria crescita. Ma in condizioni di luce intensa, ad esempio a mezzogiorno o durante l'estate, le piante producono più zucchero di quello che possono utilizzare o immagazzinare. Quindi rilasciano il saccarosio in eccesso nella loro rizosfera. Pensala come una valvola di troppopieno».

Curiosamente, un piccolo gruppo di specialisti microbici è in grado di prosperare grazie al saccarosio nonostante le condizioni difficili. Sogin ipotizza che questi specialisti del saccarosio non solo siano in grado di digerire il saccarosio e degradare i fenolici, ma potrebbero fornire benefici alle alghe producendo i nutrienti di cui hanno bisogno per crescere, come l'azoto. «Tali relazioni benefiche tra piante e microrganismi della rizosfera sono ben note nelle piante terrestri, ma stiamo solo iniziando a comprendere le interazioni intime e intricate delle fanerogame marine con i microrganismi nella rizosfera marina», aggiunge.

Habitat minacciati e critici

Le praterie di fanerogame sono tra gli habitat più minacciati del nostro pianeta. «Osservando quanto carbonio blu, ovvero il carbonio catturato dagli ecosistemi oceanici e costieri del mondo, viene perso quando le comunità di fanerogame marine vengono decimate, la nostra ricerca mostra chiaramente: non è solo la fanerogame stessa, ma anche le grandi quantità di saccarosio sottostanti vive fanerogame marine che provocherebbero una perdita di carbonio immagazzinato. I nostri calcoli mostrano che se il saccarosio nella rizosfera delle fanerogame fosse degradato dai microbi, almeno 1,54 milioni di tonnellate di anidride carbonica verrebbero rilasciate nell'atmosfera in tutto il mondo», afferma il dottor Manuel Liebeke. «È più o meno equivalente alla quantità di anidride carbonica emessa da 330.000 auto in un anno».

Le fanerogame marine stanno diminuendo rapidamente in tutti gli oceani e si stima che le perdite annuali raggiungano il 7% in alcuni siti, paragonabile alla perdita delle barriere coralline e delle foreste pluviali tropicali. Fino a un terzo delle alghe marine del mondo potrebbe essere già andato perso. «Non sappiamo tanto delle fanerogame marine quanto degli habitat terrestri», sottolinea la dottoressa Maggie Sogin. «Il nostro studio contribuisce alla nostra comprensione di uno degli habitat costieri più critici del nostro pianeta e sottolinea quanto sia importante preservare questi ecosistemi di carbonio blu».

Riferimenti:

(1) Sugars dominate the seagrass rhizosphere

(2) Manuel Liebeke

(3) Maggie Sogin

(4) Nicole Dubilier

Descrizione foto: Prati lussureggianti della fanerogame Posidonia oceanica nel Mediterraneo. Gli scienziati del Max Planck Institute of Marine Microbiology predicono che le loro scoperte sono rilevanti per molti ambienti marini con piante, comprese altre specie di fanerogame, mangrovie e paludi salmastre. - Credit: HYDRA Marine Sciences GmbH.

Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: Sweet spots in the sea: Moun­tains of sugar un­der seagrass mead­ows