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Martedì, 08 Dicembre 2020 13:05

La Platisfera: la vita microbica che si sviluppa sui rifiuti plastici marini In evidenza

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È risaputo ormai da tempo che la plastica rappresenta tra l’80 e il 90% dei rifiuti dispersi nell’ambiente marino. Numerosi sono gli effetti osservati su animali come pesci, uccelli, tartarughe marine e cetacei a seguito, ad esempio, dell’ingestione di questi rifiuti, ma cosa si sa riguardo la comunità microbica, ossia l’insieme di batteri, alghe e funghi che crescono sulla loro superficie?

Studi recenti hanno stimato che la produzione corrente globale di plastica sia intorno ai 245 milioni di tonnellate ogni anno, ossia un equivalente di 35 Kg di plastica prodotta annualmente per ciascuno dei 7 miliardi di persone presenti al mondo. Un numero che fa venire i brividi.
La maggior parte dei rifiuti plastici che finisce nell’ambiente marino, come se non bastasse, è resistente alla biodegradazione, ossia quel processo che, attraverso l’azione di batteri, funghi o altri microrganismi, porta al deterioramento di un materiale (a prescindere che questo sia di origine naturale o meno); questi rifiuti plastici vanno però lentamente incontro a un processo di frammentazione a causa dell’esposizione continua ai raggi UV solari, al calore e all’azione meccanica esercitata dal moto ondoso e dalle correnti marine, e formano in tal modo quelle che ormai tutti conosciamo come “microplastiche”.


microplasticheInmare
Figura 1a: microplastiche ben visibili sulla superficie del mare
microplastiche In spiaggia
Figura 1b: Un esempio della enorme quantità di microplastiche rinvenute lungo una spiaggia. 




In uno studio condotto nel 2014 dal biologo marino Marcus Eriksen insieme ai suoi collaboratori, si è stimato che più di 5 trilioni di pezzi di plastica galleggiano sulla superficie degli oceani, un numero davvero impressionante se si considera che il 70% delle plastiche, secondo gli stessi studiosi, finisce sui fondali.

Come se non bastasse, in alcuni casi la frammentazione delle plastiche comporta anche il rilascio di tossine della famiglia dei biofenoli (o PCB, ossia policlorobifenili) che vengono facilmente incorporate all’interno della catena alimentare marina.

Struttura chimica biofenolo
Figura 2: Struttura chimica di un biofenolo. I PCB erano ampiamente utilizzati in ambito commerciale, ad esempio, come additivi in vernici, pesticidi, adesivi e sigillanti proprio a causa della loro elevata stabilità e conseguente sostanziale non infiammabilità. Il loro uso fortunatamente è andato declinando dagli anni settanta.




Quali sono quindi gli effetti della presenza di così tanta plastica negli oceani e nei mari?

Gli impatti sulla fauna marina sono svariati e vanno dall’aggrovigliamento e intrappolamento degli organismi più grandi, come le tartarughe marine, le foche, gli uccelli e i cetacei, fino all’ingestione di questi rifiuti sia da parte dei piccoli filtratori, che costituiscono la base della catena alimentare, sia da parte di animali molto più grandi come i capodogli; quest’ultima problematica è tra le più preoccupanti perché può portare a malnutrizione, ostruzione del tratto intestinale e, nel peggiore dei casi, a morte per soffocamento.

tartaruga in una rete
Figura 3a: Esemplare di tartaruga rimasta aggrovigliata in una rete
immagine stomacale di albatros
Figura 3b: immagine che evidenzia il contenuto stomacale di un albatross in cui sono facilmente riconoscibili rifiuti plastici. 




Ma cosa si sa riguardo la comunità microbica, ossia l’insieme di batteri, alghe e funghi che crescono sulla superficie di questi rifiuti?

Purtroppo non molto ancora poiché gli scienziati ci hanno posto l’attenzione solo nell’ultimo ventennio. Prima di scrivere riguardo ciò che si conosce della platisfera (così, infatti, viene definita questa comunità) è doveroso introdurre il concetto di biofouling: con questo termine si intende, infatti, la crescita indesiderata di organismi marini su una superficie sommersa di natura antropica, ossia su un materiale non di origine naturale ma introdotto, volontariamente o involontariamente, dall’uomo in mare. In genere si distingue il microfouling, ossia la formazione di una sottile pellicola (detta “biofilm”) sull’oggetto da parte di microrganismi come batteri, alghe unicellulari e cianobatteri, dal macrofouling che, invece, rappresenta l’insediamento da parte di organismi incrostanti di più grandi dimensioni come, ad esempio, spugne, anemoni e mitili.


biofouling
Figura 4: Esempio di biofouling sviluppatosi sulla parte inferiore di un’imbarcazione.



I rifiuti plastici rappresentano un substrato che dura molto più a lungo rispetto alla maggior parte dei substrati naturali e sono, per tale motivo, facilmente colonizzabili dai microrganismi incrostanti. Si instaura, infatti, nel giro di poco tempo, una vera e propria comunità, nota come “platisfera”, composta da una grande varietà di organismi. In generale si è visto, in uno studio condotto nell’oceano Atlantico nel 2013, che gli organismi che fanno parte della platisfera si distinguono da quelli che si trovano nelle acque superficiali circostanti, il che indica che la plastica funziona come nuovo habitat nell’oceano aperto. Inoltre, sempre nello stesso studio, è stato osservato che la composizione specifica, ossia l’insieme di specie che fanno parte della comunità, varia in base al luogo in cui si trovano, alla stagione e al tipo di plastica su cui si instaurano.

Charles Moore
Figura 5: L’oceanografo americano Charles Moore, il primo uomo ad attraversare con la sua imbarcazione il cosiddetto “Great Pacific Garbage Patch”, ossia l’immensa isola di plastica che galleggia nell’oceano Pacifico.


Tra i microrganismi che più abbondantemente si ritrovano nella platisfera si annoverano alghe come le diatomee, che producono circa il 25% dell’ossigeno che finisce in atmosfera, i dinoflagellati, che in alcuni casi possono proliferare dando origine a pericolose fioriture algali, e i coccolitofori, rivestiti da scaglie di carbonato di calcio dette coccoliti di cui ancora non si sa con precisione quale sia la funzione; sono presenti inoltre batteri, molti dei quali possono essere agenti patogeni (ad esempio, alcuni batteri del genere Vibrio), funghi, protozoi e briozoi.

platisfera1platisfera2platisfera3

Figura 6: Esempi di organismi che costituiscono la comunità microbica nota come ”platisfera”. A sinistra, delle alghe diatomee. Al centro, Emiliana huxleyi, un coccolitoforo. A destra, un batterio patogeno del genere Vibrio.


Una delle principali preoccupazioni che riguardano i rifiuti plastici marini su cui la platisfera si forma è legata al ruolo che quest’ultima può avere nella diffusione, attraverso le correnti marine, di specie algali dannose, dette HAB (Harmful Algal Bloom); queste alghe possono dar vita, infatti, a fenomeni di fioriture nelle quali si assiste a una vera e propria moria di pesci e di molti altri organismi a causa sia del rapido declino di ossigeno disciolto in acqua sia, a volte, per la presenza di sostanze tossiche prodotte dalle alghe stesse. L’esaurimento dell’ossigeno che si verifica durante questi eventi è dovuto al fatto che le alghe sono organismi che sì si riproducono velocemente ma muoiono altrettanto rapidamente; alla loro morte precipitano lentamente sul fondo dove vanno incontro a decomposizione da parte di batteri aerobi, ossia batteri che per svolgere la loro attività di decomposizione utilizzano l’ossigeno. Nel giro di poco tempo, quindi, l’ossigeno viene interamente consumato da questi organismi provocando, come conseguenza, gli effetti sopracitati.

pesce morto per fioritura algale

Figura 7: Pesce morto ritrovato spiaggiato a causa di una fioritura algale tossica (HAB). Da notare il colore verdastro assunto dalla acqua durante il periodo di fioritura.




La colonizzazione della plastica da parte di invertebrati di maggiori dimensioni, inoltre, può comportare una diminuzione della galleggiabilità di questi rifiuti, alcuni dei quali affonderanno fino a depositarsi e accumularsi sul fondale.

Infine, lo studio della platisfera ha guadagnato sempre più attenzione a causa di un suo possibile ruolo nel rallentare il processo di frammentazione dei rifiuti plastici marini. Come affermato in precedenza, la plastica in mare viene costantemente esposta ai raggi ultravioletti del sole e all’azione meccanica del moto ondoso e delle correnti marine; ciò determina uno sbriciolamento di questi rifiuti, ossia una diminuzione della loro dimensione che porta alla formazione delle cosiddette “microplastiche”. La platisfera può funzionare come uno strato di rivestimento protettivo contro l’azione sia dei raggi solari che dei moti del mare, ritardando, di conseguenza, il processo di frammentazione.




Proprio la platisfera è stata l’oggetto di studio del progetto Pelagos Plastic Free di Legambiente, il quale si pone come obiettivo quello di prevenire e ridurre i rifiuti di plastica nell’area marina protetta nota come “Santuario per i mammiferi marini”, compresa tra la Corsica, la Francia e l’Italia; questo santuario è, infatti, ricco di biodiversità ma è anche una delle zone con la più alta concentrazione di plastica al mondo. È stato quindi condotto uno studio scientifico, con campioni raccolti attraverso un’attività di “citizen science”, ossia attraverso la partecipazione di semplici cittadini, nel quale si sono studiate le comunità microbiche che si sviluppano sui rifiuti plastici marini. Organismi potenzialmente dannosi sono stati ritrovati in parecchi campioni.

Questo studio, come molti altri, seguiranno in futuro per comprendere sempre di più le conseguenze che lo sviluppo di questa comunità microbica può avere nell’ambiente marino. Nel frattempo ciascuno di noi può, nel suo piccolo, contribuire a ridurre l’apporto di plastica in mare limitandone il consumo quotidiano, ad esempio, e smaltendo correttamente i rifiuti.



BIBLIOGRAFIA:

Zettler, E.R, Mincer, T.J., Amaral-Zettler, L.A. 2013. Life in the “Platisphere”: Microbial Communities on Plastic Marine Debris. Environmental Science & Tchnology. 47: 7137-7146.

Masò, M., Fortuno, J.M., Juan, S., Demestre, M. 2016. Microfouling communities from pelagic and benthic marine plastic debris sampled across Mediterranean coastal waters. Scientia Marina. 80: 117-127.

Vicuna, R. Plastics in the Ocean: Perspectives for the biodegradation.

www.lanuovaecologia.it
www.toscanachiantiambiente.it
www.sfogliandoilmondo.wordpress.com
Letto 405 volte Ultima modifica il Martedì, 08 Dicembre 2020 14:15
Marta Izzo

Biologa Marina

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