Molluschi
corazzati

Francesco Cavraro
Scienza

Vennero scoperte delle straordinarie comunità di organismi che vivevano in prossimità di queste sorgenti idrotermali

L’esistenza di sorgenti termali associate al vulcanismo che caratterizza le dorsali oceaniche venne suggerito per la prima volta nel 1965. Dodici anni dopo, nel 1977, vennero effettuate delle immersioni con un batiscafo, a metà strada tra le isole Galapagos e la costa pacifica del Sud America. Queste immersioni permisero, per la prima volta, di effettuare osservazioni dirette dei camini idrotermali presenti sui fondali degli oceani.

Nel corso di queste prime osservazioni, e di quelle che seguirono negli anni successivi lungo altre dorsali oceaniche, vennero scoperte delle straordinarie comunità di organismi che vivevano in prossimità di queste sorgenti idrotermali: molluschi bivalvi e gasteropodi, insieme a vermi (Pogonofori), provvisti di ciuffi di tentacoli, che vivono all’interno di tubi lunghi fino a 40 cm. E non si tratta di qualche organismo isolato sul fondale oceanico, ma di popolazioni costituite da migliaia di individui ammassati attorno ai camini vulcanici. Alcune di queste formazioni geologiche, le cosiddette fumarole nere, emettono acqua bollente (con temperature anche superiori ai 400 °C) e acida (pH = 2-3) che, dopo essere entrata in stretto contatto con le camere magmatiche sottostanti, fuoriesce dal fondale oceanico, acidificata e arricchita di metalli, principalmente ferro e manganese, e gas come anidride carbonica, acido solfidrico, idrogeno e metano.

In assenza di luce solare, che non riesce a penetrare così in profondità, la sostanza organica che alimenta la vita sui fondali oceanici viene in gran parte prodotta nella fascia illuminata. Quello che non viene consumato in prossimità della superficie scende in profondità, sostentando le reti trofiche abissali. Ma le comunità animali che si ritrovano nelle vicinanze delle fumarole nere hanno imparato, nel corso dell’evoluzione, a raggiungere una sorta di “autarchia energetica”.

I gas e i metalli disciolti nell’acqua alimentano infatti una comunità microbica specializzata che sta alla base della rete trofica di questo ecosistema e gli animali che vivono in prossimità dei camini idrotermali oceanici hanno sviluppato adattamenti morfologici e fisiologici che permettono loro non solo di sopravvivere in queste condizioni, proibitive per la maggior parte delle specie animali, ma che consentono loro anche di sfruttare una rete trofica basata su batteri chemioautotrofi. Diversamente dai produttori primari come le alghe e le piante, che sfruttano la luce del sole per trasformare composti inorganici del carbonio in composti organici, i batteri chemioautotrofi ricavano l’energia necessaria alla fissazione del carbonio organico attraverso l’ossidazione di composti come l’idrogeno solfuro e il metano, in assenza di luce solare.

Tra i particolari organismi animali che popolano questi ambienti, uno recentemente scoperto nell’oceano Indiano è risultato essere ancora più peculiare. Si tratta di un mollusco gasteropode (lo stesso gruppo a cui appartengono le comuni chiocciole dei nostri giardini) chiamato Chrysomallon squamiferum Chen et al., 2015. A prima vista sembra un comune gasteropode, con un corpo molle strisciante che porta sul dorso una conchiglia avvolta a spirale. Ma ad un esame più attento emerge subito una prima peculiarità che riguarda il piede, ovvero la suola strisciante che permette ai gasteropodi di muoversi sul substrato. Diversamente da quanto si osserva nelle comuni chiocciole e in tutti gli altri gasteropodi terrestri o acquatici finora conosciuti, i tessuti molli del piede di questo mollusco sono infatti ricoperti da piastre embricate composte da scaglie mineralizzate di solfuro di ferro. Quasi come un moderno catafratto, le parti molli di questo animale appaiono così ricoperte da una sorta di armatura di piastre metalliche. Le particolarità di questo mollusco non si fermano però all’aspetto esteriore. Come molti altri animali che vivono in prossimità delle fumarole nere, anche C. squamiferum sembra cibarsi di batteri chemioautotrofi. Rispetto agli altri gasteropodi presenta però un sistema circolatorio e un cuore notevolmente ingranditi, che riforniscono l’unica branchia e una ghiandola esofagea. Quest’ultima ospita batteri chemioautotrofi endosimbiotici (che vivono cioè in simbiosi con il mollusco, all’interno del suo corpo) che costituiscono il cibo dell’animale. In pratica, questo mollusco sembra allevare i batteri all’interno del proprio corpo, offrendo loro un ambiente idoneo dove alimentarsi, crescere e riprodursi, e rifornendoli di ossigeno e idrogeno solfuro necessari alla loro sopravvivenza attraverso l’iper-sviluppato sistema circolatorio. In cambio, il mollusco si nutre di una parte di questi batteri.

Ma a cosa serve l’armatura metallica che ricopre le parti molli di questo animale, visto che è già difeso dalla conchiglia? Secondo gli studiosi che l’hanno descritto, potrebbe proteggere il mollusco dai bollenti fluidi idrotermali acidi che fuoriescono dai camini vulcanici, consentendogli di vivere il più vicino possibile alla sorgente dei composti chimici necessari al sostentamento dei batteri chemioautotrofi di cui si nutre. Questa corazza potrebbe però anche essere il risultato di processi metabolici finalizzati ad eliminare le sostanze di scarto derivanti dai processi biochimici dei batteri, depositandole appunto sotto forma di scaglie mineralizzate sulla superficie del piede.

[1] Chen C., Copley J.T., Linse K., Rogers A.d. & Sigwart J. (2015) The heart of a dragon: 3D anatomical reconstruction of the ‘scaly-foot gastropod’ (Mollusca: Gastropoda: Neomphalina) reveals its extraordinary circulatory system. Frontiers in Zoology, 12:13.

[2] Corliss J.B., Dymond J., Gordon L.I., Edmond J.M., von Herzen R.P., Ballard R.D., Green K., Williams D., Bainbridge A., Crane K & van Andel T.H. (1979) Submarine thermal springs on the Galapagos rift. Science, 4385, 1073-1083.

[3] Martin W., Baross J., Kelley K. & Russell M.J. (2008) Hydrothermal vents and the origin of life. Nature Reviews Microbiology 6.11: 805-814.

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