I minuscoli gusci di carbonato di calcio come biblioteche che raccolgono la storia dei contaminanti negli ambienti marini
Sul nostro pianeta vivono numerosi animali, dai grandi mammiferi come le balene agli invisibili organismi microscopici. Tra questi ultimi troviamo i foraminiferi, un gruppo ben rappresentato in ambiente marino. I foraminiferi si sono evoluti durante l’era geologica del Cambriano (541 – 485 mln di anni fa), periodo caratterizzato da un rapido aumento della biodiversità (noto come “esplosione cambriana“).
Ma cosa sono i foraminiferi?
I foraminiferi sono minuscoli protozoi marini, spesso grandi meno di un millimetro, che vivono sia sospesi in colonna d’acqua (planctonici) che sul fondale (bentonici). La loro cellula è protetta e rivestita esternamente da un guscio, spesso mineralizzato, che funge da “casa” (un po’ come accade per le lumache), di piccole dimensioni tanto da risultare invisibile a occhio nudo.
Il guscio è costituito da carbonato di calcio, da silicio o, più raramente, da pseudochitina. Il guscio può avere forme diverse in base al numero di camere interne e al numero di fori, da cui deriva il loro nome (foraminiferi infatti significa letteralmente “portatori di fori“, dal latino foramen = foro, apertura e ferre = portare, avere). I fori sono piccole aperture presenti nel guscio che consentono la fuoriuscita di sottili filamenti citoplasmatici, utilizzati sia per catturare minuscole particelle di cibo sia per permettere il movimento dell’organismo.
I gusci si formano a partire da particelle di carbonato di calcio e di altri materiali che l’organismo preleva dall’ambiente circostante e che vengono successivamente compattate. Quando le condizioni ambientali diventano sfavorevoli, i gusci possono modificare la loro forma come risposta adattativa, fungendo da meccanismo di difesa. Per questo motivo, i foraminiferi sono considerati veri e propri archivi naturali, capaci di conservare tracce dei cambiamenti ambientali avvenuti nel corso del tempo
Il breve ciclo vitale, il rapido tasso di crescita, l’elevata diversità di specie, unitamente alle dimensioni ridotte e alla capacità di vivere in ambienti molto diversi, rendono i foraminiferi eccellenti bioindicatori ambientali.
I Foraminiferi come bioindicatori dei corpi idrici
Gli indicatori biologici o bioindicatori sono utilizzati per fornire informazioni sulle condizioni di salute dell’ambiente, inclusa la presenza ed assenza di contaminanti. Sono dunque strumenti fondamentali per valutare il buono stato di salute dei corpi idrici e vengono promossi dalla Direttiva Quadro sulle Acque (WFD) dell’Unione Europea. Tra i bioindicatori troviamo cinque elementi biologici: il fitoplancton, le macroalghe, le angiosperme, gli invertebrati bentonici e i pesci.
Tra gli invertebrati rientrano i foraminiferi bentonici, che rappresentano una delle principali componenti degli ecosistemi marini. Sono particolarmente studiati per la loro elevata diversità, essendo tra i gruppi più numerosi di microrganismi con guscio negli oceani moderni. Grazie alla loro ampia distribuzione e abbondanza, questi organismi reagiscono rapidamente ai cambiamenti ambientali, sia a breve sia a lungo termine, su scala locale e globale.
Numerosi studi hanno analizzato la risposta dei foraminiferi bentonici a diverse forme di contaminazione ambientale, tra cui scarichi fognari, sversamenti di petrolio, presenza di metalli pesanti e apporti derivanti dall’industria della carta. Il loro utilizzo come indicatori di contaminazione risale ai primi anni sessanta, quando venne condotto uno studio sulla distribuzione degli individui nella baia di Santa Monica. Da allora, le conoscenze e il numero di pubblicazioni scientifiche su questo tema sono aumentati in modo significativo.
Una nuova frontiera: lo studio delle microplastiche nei foraminiferi planctonici
Oggi si apre una nuova prospettiva nello studio delle microplastiche attraverso i foraminiferi planctonici, poiché questi organismi sono in grado di trattenerle all’interno dei loro gusci.
La formazione del guscio avviene tramite la compattazione di particelle fini prelevate dall’acqua circostante e dal sedimento, tra cui anche le microplastiche. Una volta inglobate, le particelle risultano protette da processi di degradazione, dissoluzione o alterazioni post-deposizionali, conservando così una vera e propria “fotografia” delle condizioni ambientali al momento della formazione.
Per questo motivo, sia gli esemplari viventi sia quelli conservati nei musei rappresentano un prezioso archivio della contaminazione da plastica negli ambienti marini. L’analisi dello stato di conservazione delle particelle, attraverso tecniche di datazione, permette inoltre di stimare il tempo trascorso dalla loro deposizione.
I foraminiferi planctonici sono diffusi in diversi ambienti, dalle foci dei fiumi e dai fiordi fino alle acque costiere, ma anche in contesti più estremi come l’oceano profondo. Di conseguenza, il loro studio consentirebbe di ricostruire il destino delle microplastiche anche nei deepsea.
Questo approccio consentirebbe di ricostruire l’evoluzione dell’inquinamento da plastica, dalle sue origini al suo progressivo aumento fino ai giorni nostri.
