Nuove scoperte sul misterioso mondo dei coralli

I coralli sono animali marini che vivono su un substrato e sono incapaci di muoversi per procacciarsi il cibo e l’ossigeno necessario: la loro vita dipende dal flusso dell’acqua e dai loro tentacoli che interagiscono e oscillano con le onde. Usando il loro sistema muscolare ridotto e l’idro-scheletro interno, i coralli dunque estendono e contraggono i loro tentacoli per catturare prede o difendersi dai predatori ma non sono in grado di muovere le loro appendici da una parte all’altra.

I ricercatori del Technion, Israel Institute of Technology, e dell’Università di Tel Aviv hanno scoperto che esiste un vero e proprio modello in base al quale i coralli muovono i tentacoli rispetto al flusso d’acqua circostante. Un modello che serve a ottimizzare l’utilizzo dell’ossigeno e a favorire il recupero di sostanze nutritive.

La ricerca, pubblicata in Proceedings of The Royal Society B, è stata condotta dallo studente laureato Dror Malul e dai professori Uri Shavit, della Technion Faculty of Civil and Environmental Engineering, e Roi Holzman del Dipartimento di Zoologia dell’Università di Tel Aviv.

Filmando il movimento dei tentacoli di corallo nell’acqua, presso la barriera corallina e in una struttura ad onde di laboratorio presso l’Interuniversity Institute for Marine Sciences di Eilat, i ricercatori hanno osservato che i movimenti oscillanti non sono passivi. In altre parole, i tentacoli di corallo precedono il movimento delle onde in un movimento sfasato.

Secondo il Prof. Shavit: “Negli esperimenti, abbiamo misurato il movimento dei tentacoli e la velocità dell’acqua vicino a loro, e siamo rimasti sorpresi di scoprire che i tentacoli precedono il movimento dell’acqua. Si muovono alla stessa frequenza della frequenza dell’onda, ma con una differenza di fase di quasi ¼ del ciclo rispetto all’onda. Un risultato sorprendente perché sapevamo che i coralli non hanno un sistema muscolare in grado di spostare lateralmente i tentacoli “.

Questo movimento sfasato deriva dall’elasticità dei tentacoli, che presumibilmente può essere modificata dall’animale. All’inizio i tentacoli elastici si muovono con l’onda. Verso metà del ciclo, il flusso d’acqua si indebolisce e la forza elastica riporta il tentacolo nella sua posizione centrale prima che la velocità dell’acqua cambi di nuovo la sua direzione. Utilizzando modelli matematici, simulazioni e altre misurazioni, i ricercatori hanno constatato che la differenza di fase e il movimento dei tentacoli rispetto all’acqua migliorano tre importanti funzioni: la capacità di assorbire ossigeno di notte e quella di rimuoverne l’eccesso durante la fotosintesi quotidiana, la capacità di recuperare cibo (plancton).

Questo comportamento fuori fase migliora il trasferimento di massa sulla punta del tentacolo fino al 25% rispetto a un movimento in fase e il miglioramento è più pronunciato con flussi più lenti, diffusi in molti ambienti di barriera corallina. I ricercatori hanno scoperto quindi che le proprietà meccaniche dei tentacoli di corallo possono rappresentare un vantaggio adattivo che migliora il trasferimento di massa nelle condizioni limitanti dei flussi ambientali lenti.

Secondo gli studi condotti, questo modello di movimento è tipico dei tentacoli di tutti i coralli e Dror Malul sostiene che “nell’ambiente denso e competitivo della barriera corallina, qualsiasi meccanismo che fornisce al corallo un vantaggio competitivo rispetto ai suoi vicini può determinare la sopravvivenza di una specie rispetto ad un’altra. Ma se molti meccanismi biologici che aiutano il corallo ad adattarsi al complesso ambiente della barriera corallina in parte sono noti la strada per comprenderne a pieno i meccanismi fisici è ancora lunga.”

Dopo questa scoperta, i ricercatori si sono concentrati su ulteriori analisi. Gli obiettivi sono molteplici: mettere a fuoco il meccanismo che crea la differenza di fase grazie allo sviluppo di un modello dinamico in grado di calcolare il movimento periodico dei tentacoli; sviluppare un metodo per misurare le proprietà elastiche dei tentacoli; esplorare i meccanismi che influenzano la capacità dei coralli di adattarsi in base alla velocità dell’acqua e alla differenza di fase.

Non solo. I ricercatori ipotizzano che le dinamiche di questo fenomeno non si verificano solo nel caso dei tentacoli dei coralli ma anche nella vegetazione fluviale, nelle foreste naturali e nei campi agricoli.

L’immagine è del Technion, Israel Istitute of Technology.