LE FORMAZIONI CORALLINE ATTUALI

di Alessandro Riva

Tesi presentata all’esame di stato di maturità scientifica 2006/2007, presso l.s.s. Vittorio Veneto

La geografia delle formazioni madreporiche indica come la loro crescita avvenga, con rare eccezioni, all’interno della fascia compresa tra le linee dei tropici; in quest’area la loro diffusione tuttavia non è uniforme in quanto risulta limitata a quelle zone dove la temperatura media dell’acqua nei mesi invernali non è inferiore a 20°. Fra gli elementi reputati essenziali per la crescita dei coralli la temperatura dell’acqua si dimostra quello predominante, ma questo non impedisce che, sia a Nord sia a Sud dei 30° di latitudine,considerati i limiti teorici, si possano trovare dei reef. Il fatto che i coralli superino con maggiore frequenza verso nord che verso sud, i confini teorico loro assegnati, dipende dal fatto che in genere si registrano temperature più elevate nell’emisfero boreale che nell’emisfero australe. Questa particolarità deve essere ricollegata al maggiore contatto che i tre oceani hanno verso sud sia fra loro attraverso il cosiddetto Oceano Australe , sia con le regioni antartiche, subendo quindi gli influssi di acque e correnti molto fredde. A loro volta, le correnti risentono dell’effetto Coriolis, dovuto alla rotazione della Terra, che le devia in senso orario nell’emisfero boreale e in senso antiorario nell’emisfero australe.
Un chiaro esempio degli effetti di questo complesso meccanismo è rappresentato dalla circolazione delle correnti nelle aree tropicali dell’atlantico, dove le acque calde superficiali sono dirette verso le coste occidentali, più ricche di coralli, e allontanati da quelle orientali dell’Africa, dove, nonostante la favorevole latitudine, le formazioni coralline sono praticamente assenti.
La salinità, cioè la quantità di sali disciolti in un litro di acqua di mare, costituisce un secondo fattore capace di limitare la distribuzione dei coralli. Questi organismi, infatti, necessitano di acque con concentrazioni saline piuttosto stabili (34-37%, cioè 34-37 grammi di sali ogni milligrammi di acqua) e in genere risentono negativamente di valori inferiori. Al contrario, salinità elevate, come quelle che si possono registrare nel Mar Rosso sono meglio tollerate dai coralli. L’ultimo fra i fattori che incidono sulla crescita delle barriere è costituito dalla luce, a causa della stretta dipendenza che esiste fra essa e le zooxantelle, alghe che forniscono nutrimento ai coralli e favoriscono la sintesi del calcare. In quanto vegetali, le zooxantelle dipendono necessariamente dalla luce per lo svolgimento della fotosintesi clorofilliana e questo limita la profondità a cui esse possono vivere e, conseguentemente, anche quella dei coralli. Accanto a questi principali parametri ne esistono altri, minori ma no trascurabili: uno di essi è costituito dalle maree. I coralli infatti, non riescono a tollerare lunghi periodi di emersione. Anche la direzione e la forza dei venti e l’intensità del moto ondoso ad essi collegato influenzano la crescita dei reef.

LA STRUTTURA DEI CORALLI

I coralli condividono la medesima struttura di base, e cioè sono caratterizzati da una vasta cavità corporea e dalla simmetria raggiale e la loro unità fondamentale è il polipo le cui dimensioni variano da pochi millimetri fino sino a un centimetro circa e sono caratterizzati da una forma che può essere cilindrica oppure appiattita. I polipi appaiono costituiti da un doppio strato di tessuto: uno esterno (ectoderma) e uno interno (endoderma), fra i quali si interpone uno strato gelatinoso (mesoglea). Ogni polipo comunica con l’esterno mediante una fessura che immette in un corto tubo (faringe) che si apre nella cavità gastrovascolre. La struttura di un corallite comprende tre parti principali: la base, la parete o teca e la cavità o calice, delimitata dalla teca e destinata a proteggere il polipo. Man mano che la colonia si accresce i corallini lasciano dietro di sé spesse secrezioni orizzontali, dette dissepimenti. E’ questo il meccanismo che porta alla crescita verticale delle barriere coralline. Un maggiore idrodinamismo dell’acqua favorisce lo sviluppo di colonie robuste, mentre acque calme consentiranno l’insediamento di madrepore più sottili e delicate. Ciò spiega il motivo per cui le parti meno esposte di un reef appaiono mediamente più ricche quanto a varietà di forme e specie, delle zone maggiormente esposte alle onde o alle correnti. Un’ altra caratteristica dei coralli, alla quali essi devono il loro aspetto “fiorito”, è il possesso di tentacoli. Questi si possono considerare come espansioni del polipo che circondano la bocca e sono retrattili all’interno del calice sia a seguito di stimoli esterni, sia di ritmi endogeni (per esempio l’alternanza del giorno e della notte) e hanno funzione difensiva, oltre ad essere indispensabili nella cattura del cibo.

LA RIPRODUZIONE DEI CORALLI

Su scala temporale la riproduzione dei coralli può avvenire mensilmente, stagionalmente o annualmente, e i processi di riproduzione delle gonadi sono influenzati da fattori climatici e astronomici. L’ accrescimento delle gonadi infatti è ento durante i mesi invernali, ma accelera in primavera quando le acque circostanti si riscaldano rapidamente. Un mese prima della loro emissione le uova cominciano a farsi più evidenti e acquistano una colorazione più vivace e diventano visibili per trasparenza: questo indica l’approssimarsi della riproduzione, che avviene soprattutto di notte.

LA NASCITA DI UNA BARRIERA

Al termine della fase di vita larvale la planula (larva) dei coralli si fissa sul substrato e la parte inferiore della larva comincia a secernere immediatamente del calcare, la cui produzione risulta influenzata dalla temperatura. L’ apposizione ordinata e regolare dei cristalli di aragonite conduce alla formazione del primo corallite, la cui vita dura circa una settimana, dopo la quale comincia a notarsi un ingrossamento che produce una piccola gemma: questo processo rappresenta il processo con cui si forma una colonia di madrepore, che si ripete con ritmo crescente e genera una colonia composta da migliaia di polipi tutti discendenti dal primo corallite, con densità che possono variare da alcuni polipi a svariate decine per centimetro quadrato. Altre larve uguali o di altre specie possono insediarsi a lato o nelle vicinanze e crescere con il medesimo meccanismo formano in migliaia di anni una barriera.

PREZIOSE E INDISPENSABILI: LE ZOOXANTELLE

La colorazione verde-bluastra che caratterizza la maggior parte dei polipi è da attribuire alla presenza delle zooxantelle, alghe unicellulari che vivono all’interno delle cellule dell’endoderma del corallo. Le zooxantelle forniscono al polipo energia sottoforma di prodotti ottenuti per fotosintesi fra cui zuccheri, amminoacidi e glicerolo, arricchiscono l’ambiente circostante di ossigeno e rimuovono composti sostanzialmente tossici come l’anidride carbonica, abbassando l’acidità dell’ambiente circostante e favorendo quindi la formazione dello scheletro corallino. La crescita veloce dei coralli è dunque merito di queste alghe che essi ospitano all’interno dei loro tessuti. Se i coralli vengono privati delle zooxantelle la formazione dello scheletro si riduce sin quasi ad annullarsi e ciò costituisce una delle peggiori minacce alla sopravvivenza di questi organismi. A loro volta i coralli non solo offrono alle alghe un ambiente sicuro dai predatori, ma essi proteggono le zooxantelle dall’azione dei raggi ultravioletti che potrebbero distruggerle secernendo particolari sostanze che i comportano da filtro nei confronti delle radiazioni nocive. L’ampia distribuzione delle formazioni coralline,la loro evoluzione e le differenze tra esse esistenti consentono di suddividere queste costruzioni biologiche,a tre differenti categorie: barriere di frangenti, barriere di piattaforma e atolli.

LE BARRIERE DI FRANGENTI

La maggior parte dei reef corallini costieri (Mar Rosso,Africa Orientale,Caraibi) appartiene a questa categoria. Essi appaiono come una cintura di coralli paralleli alla costa e caratterizzati da un reef interno e da un reef esterno in direzione del mare aperto. La parte in crescita attiva è rivolta verso il mare aperto, dove le condizioni ambientali (luminosità, ossigenazione, concentrazione di nutrimento) sono più favorevoli allo sviluppo dei coralli. Un reef di frangente è suddiviso in varie zone: fra la barriera e la costa si forma una laguna composta da detriti e coralli morti. Qui si sviluppano soprattutto alghe o fanerogame (piante superiori adattate alla vita acquatica); ai margini, l’azione delle onde e delle correnti incide il profilo interno della barriera creando mini atolli o pinnacoli di madrepore che, se erose possono offrire rifugio ai pesci. Inoltre sono frequenti le alghe coralline,capaci di crescere su rami e colonie spezzate di madrepore. Proseguendo verso l’esterno la barriera diventa sempre più compatta in corrispondenza della fascia definibile come fronte interno. Qui la ricchezza delle forme viventi aumenta progressivamente grazie all’influenza delle onde, che apportano nutrimento e ossigeno e asportano i detriti.Al fronte interno fa seguito una zona piatta,quasi una piattaforma,dove le condizioni di vita possono rivelarsi difficili, poiché qui l’azione delle maree e delle onde è piuttosto violenta. L’idrodinamismo delle acque,a sua volta, crea corridoi,tunnel e depressioni simili a crateri o alle cosiddette marmitte dei giganti che unendosi possono formare una complessa rete di corridoi e labirinti: è questa la parte più ricca del reef ed ha pendenza variabile.

LE BARRIERE DI PIATTAFORMA

Si tratta di formazioni coralline che decorrono anch’esse parallele alla costa ma il cui sviluppo è notevolmente superiore a quello delle barriere di frangenti, come è testimoniato dalla Grande Barriera Corallina, l’esempio più conosciuto. Queste formazioni sono uno stadio di sviluppo avanzato rispetto alle barriere di frangenti. Le barriere di piattaforma hanno origine lungo il margine delle piattaforme continentali, ovunque queste si spingano o siano spinte ad una distanza tale dalla superficie da permettere la crescita dei coralli. Ciò consente alle barriere di proliferare in ogni direzione e di assumere aspetto di piattaforme sia estese ed allungate, o di essere composte da più barriere minori, ma con andamento parzialmente parallelo fra loro. Anche le barriere di piattaforma, come quelle di frangenti, possono venire suddivise in sezioni, a iniziare dalla laguna. Questa, in genere, si forma lungo il lato che fronteggia la terra ferma o un’isola e può essere profonda decine di metri e larga centinaia. Il lato interno protetto dal moto ondoso permette un’intensa crescita di coralli. Il tipo di fondale, a seconda delle condizioni locali che hanno consentito l’iniziale sviluppo della barriera, può apparire come un bassofondo a pendio regolare dove la sabbia si alterna a coralli che formano tanto banchi estesi, quanto pinnacoli verticali. Nei punti dove le correnti si fanno più intense il pendio può essere più accentuato e accidentato, con formazione di grotte, piccoli canyon e terrazze che, comunque, preludono sempre a distese di sabbia. Da qui, in direzione del moto ondoso prevalente, ha inizio un’area simile ad una piattaforma che può estendersi anche per centinaia di metri. Al margine esterno, una cresta molto frastagliata per il frangersi delle onde, segna l’inizio della parete corallina vera e propria, il cui profilo varia da zona a zona.

GLI ATOLLI

Un atollo è una formazione corallina che delimita una laguna circolare centrale le cui dimensioni possono variare da pochi chilometri sino a cento ed oltre. Tali costruzioni sorgono solitamente in acque oceaniche in corrispondenza di isole vulcaniche sommerse. Fra i primi a studiare la formazione degli atolli vi fu Charles Darwin, la cui teoria è quella più ampiamente accettata. La spiegazione data dal grande studioso propone che all’origine di un atollo vi sia stata una serie di barriere di frangenti sorte sui bassi fondali rocciosi circostanti un’isola vulcanica emersa. Il progressivo abbassamento del substrato in seguito a fenomeni di subsidenza avrebbe permesso le formazioni coralline di aumentare di spessore e di evolvere in una barriere continua che dopo la completa sommersione dell’isola avrebbe finito per circondare la laguna. Recenti indagini oceanografiche condotte nel nord del Pacifico, hanno dimostrato l’esistenza di un confine ideale denominato Darwin Point oltre il quale si rinvengono soltanto coni vulcanici sommersi, detti guyot, che sono sormontati da atolli dalla superficie appiattita. Per effetto dei movimenti tettonici della placca del Pacifico, isole vulcaniche ed atolli sono trasportati verso nord ovest mentre sprofondano progressivamente. La presenza di formazioni coralline appiattite sulla cima dei guyot a sua volta deve essere messa in relazione con il graduale rallentamento nella produzione di calcare dei coralli, dovuto alla diminuzione della temperatura. Spesso alla laguna centrale si accompagna una laguna esterna che confina con la barriera di sottovento. La barriera più o meno continua che circonda la laguna assume, invece, aspetti differenti a seconda dell’esposizione ai venti: il lato dove questi spirano con maggiore intensità appare generalmente più elevato e può dare origine, per accumulo di sabbia corallina e detriti, a isole in grado di ospitare una buona copertura vegetale e dove è impossibile trovare traccia di acqua dolce. In realtà questa esiste, ma è limitata ad una falda freatica profonda, dove penetra in occasione delle piogge e da cui risale in superficie per capillarità.