Sardine Tropicali: Campioni Nascosti del Metabolismo Marino e la Sfida Climatica

Ciao a tutti! Oggi voglio portarvi con me in un viaggio affascinante nel mondo sottomarino, alla scoperta di una creatura piccola ma sorprendente: la sardina squamata (*Harengula jaguana*). Potreste pensare “una sardina, cosa ci sarà mai di così speciale?”. Beh, mettetevi comodi, perché quello che abbiamo scoperto sul suo metabolismo ha dell’incredibile e apre scenari importanti, soprattutto pensando ai cambiamenti climatici che stanno stravolgendo i nostri oceani.

L’Importanza Nascosta delle Sardine

Prima di tuffarci nei dettagli scientifici, facciamo un passo indietro. I piccoli pesci pelagici come le sardine, le acciughe e i loro parenti sono dei veri e propri pilastri degli ecosistemi marini. Immaginateli come il “pane quotidiano” per un sacco di predatori più grandi: tonni, lampughe, wahoo, ricciole, ma anche uccelli marini e mammiferi. La loro salute e abbondanza sono un termometro dello stato di salute dell’intero ecosistema. Se stanno bene loro, probabilmente sta bene anche il resto della catena alimentare.

Nonostante questo ruolo cruciale, sappiamo ancora molto poco sulla loro fisiologia, su come “funzionano” a livello biologico. E questa mancanza di informazioni è un problema serio, specialmente ora che dobbiamo prevedere come queste specie reagiranno ai rapidi cambiamenti ambientali causati dall’uomo (quello che gli scienziati chiamano HIREC – Human-Induced Rapid Environmental Change) e come possiamo proteggerle efficacemente.

La Sfida della Ricerca: Lavorare con le Dive del Mare

Come primo passo, abbiamo deciso di studiare la sardina squamata nelle acque cristalline di Eleuthera, alle Bahamas. Volevamo capire quanto fossero veloci a nuotare, quanta energia consumassero e quale fosse la loro capacità aerobica massima. Ma lasciate che vi dica una cosa: lavorare con queste sardine è stata un’impresa!

Sono pesci estremamente sensibili. Si stressano alla velocità della luce, iniziano a comportarsi in modo strano e perdono un sacco di scaglie anche se le maneggi con la delicatezza di un chirurgo. Non si riprendono bene nemmeno da una leggera anestesia e si agitano tantissimo se rimangono da sole o in spazi ristretti. Questa loro “personalità” ci ha costretto a inventarci nuovi modi per catturarle (usando una rete a circuizione invece di una da lancio, che le danneggiava troppo), per tenerle in vasca (con un flusso d’acqua costante e coperture per ridurre lo stress) e per prelevarle per gli esperimenti (abbiamo costruito persino un divisorio speciale per la vasca per poterle catturare senza stressarle troppo).

Un’altra cosa curiosa: queste sardine non sembrano mai “riposare” veramente in un tunnel di nuoto se la corrente è lenta o assente. Continuano a muoversi, forse in cerca di cibo o di una via d’uscita. Questo ha reso difficile misurare il loro metabolismo a riposo (SMR o RMR). Probabilmente, per avere dati affidabili, bisognerebbe misurarlo nelle loro vasche di stabulazione dopo un lungo periodo di acclimatazione.

Una Scoperta Sbalorditiva: Il Metabolismo da Campione

Ed eccoci al dunque. Dopo tanta fatica, i risultati sono arrivati e ci hanno lasciato a bocca aperta. La velocità critica di nuoto (Ucrit), cioè la massima velocità che possono sostenere per un certo tempo, si è attestata intorno ai 5-6 corpi al secondo. Un valore buono, in linea con quello che si osserva in banchi di pesci simili in natura. Ma la vera sorpresa è arrivata quando abbiamo misurato il loro tasso metabolico massimo (MMR) e il loro margine aerobico (AS), che rappresenta la differenza tra il metabolismo massimo e quello a riposo.

Tenetevi forte: i valori di MMR e AS della sardina squamata sono risultati i più alti mai registrati per qualsiasi specie di pesce, anche tenendo conto della temperatura e della massa corporea! Parliamo di valori superiori rispettivamente del 25% e del 70% rispetto a quelli dei tonni, considerati tra i pesci più performanti dell’oceano. Sì, avete capito bene. Queste piccole sardine hanno una “cilindrata” metabolica superiore a quella dei giganti del mare!

Questo risultato scardina un po’ l’idea diffusa che i pesci ai vertici della catena alimentare siano necessariamente quelli con il metabolismo più potente. Le sardine squamate sono delle vere “atlete d’élite” nascoste! Anche il loro margine aerobico fattoriale (FAS), che indica quante volte possono aumentare il loro metabolismo rispetto al riposo, è risultato eccezionale, potenzialmente superiore a 10, paragonabile a quello delle acciughe del Capo.

Nuotare Costa Caro: Il Prezzo dell’Energia

Tutta questa potenza metabolica, però, ha un prezzo. Abbiamo calcolato il costo del trasporto (COT), cioè l’energia necessaria per nuotare una data distanza. Ebbene, anche qui le sardine squamate si distinguono, ma in senso opposto: nuotare è estremamente dispendioso per loro.

Il loro COT minimo (COTmin), raggiunto alla velocità ottimale di nuoto (Uopt, circa 3.2 corpi al secondo), è risultato da 5 a 30 volte superiore a quello di altri pesci, se consideriamo i valori assoluti. Certo, gran parte di questa differenza è dovuta alle loro piccole dimensioni (il costo energetico del nuoto scala con la massa corporea). Se aggiustiamo i dati tenendo conto della massa, il loro COT diventa più comparabile a quello di altre specie, ma resta il fatto che per loro muoversi richiede un enorme dispendio energetico.

Abbiamo stimato che se una sardina nuotasse alla sua velocità ottimale per un giorno intero, avrebbe bisogno di un apporto calorico circa 4.5 volte superiore a quello stimato per le acciughe! Questo suggerisce che, probabilmente, non passano tutto il giorno a nuotare a quella velocità. È più plausibile che alternino momenti di nuoto attivo, magari per filtrare il plancton di cui si nutrono, a periodi di relativa quiete, come le vediamo fare nelle baie riparate qui a Eleuthera. Devono bilanciare attentamente il costo energetico del nuoto e della ricerca di cibo con le calorie che riescono effettivamente a ottenere dal plancton.

Sardine e Cambiamento Climatico: Amici o Nemici?

E qui arriviamo al nodo cruciale: cosa significano queste scoperte nel contesto del cambiamento climatico (HIREC)? La situazione è complessa e presenta due facce della medaglia.

Da un lato, l’elevato costo energetico del nuoto le rende potenzialmente vulnerabili. Il riscaldamento degli oceani sta già causando una riduzione della biomassa del fitoplancton, favorendo comunità di zooplancton meno nutrienti (come le specie gelatinose) e composte da individui più piccoli. Questo significa che le sardine potrebbero dover nuotare di più e più a lungo (spendendo quindi più energia) per filtrare acqua e ottenere la stessa quantità di calorie di prima, o addirittura meno. Un doppio smacco: più fatica per meno cibo, in un ambiente che si sta riscaldando.

Dall’altro lato, però, c’è quel margine aerobico (AS e FAS) incredibilmente alto. Questa enorme capacità di aumentare il metabolismo potrebbe fornire loro un “cuscinetto” fisiologico. Potrebbe permettere loro di far fronte all’aumento delle temperature oceaniche, che generalmente accelera il metabolismo basale, mantenendo comunque abbastanza “energia extra” per svolgere funzioni essenziali come la crescita, la riproduzione e la fuga dai predatori. Studi precedenti su altre specie di sardine hanno mostrato una certa capacità di acclimatazione a temperature più elevate e una plasticità fenotipica adattativa (cioè la capacità di modificare la propria fisiologia, ad esempio riducendo il dispendio energetico) in risposta a restrizioni caloriche.

Quindi, saranno vittime predestinate del cambiamento climatico a causa delle loro esigenze energetiche, o la loro eccezionale fisiologia le renderà sorprendentemente resilienti? È una domanda aperta, fondamentale per il futuro di questi pesci e degli ecosistemi che dipendono da loro.

Cosa Rende Queste Sardine Così Speciali?

Resta da capire quali forze evolutive abbiano plasmato questa fisiologia così estrema. Non sembra essere legata alla digestione (l’aumento del metabolismo dopo un pasto è relativamente modesto in pesci simili). Più probabilmente, è il risultato di una combinazione di fattori:

• Vivere in acque tropicali calde, che richiedono un metabolismo di base più elevato.
• Passare molto tempo a nuotare a velocità considerevoli.
• Affrontare l’aumento della resistenza idrodinamica quando filtrano l’acqua per nutrirsi (immaginate di nuotare a bocca spalancata!).
• Dover sfuggire a predatori pelagici molto veloci.

Tutti questi elementi, sommati, potrebbero aver selezionato individui con una capacità aerobica eccezionale.

Insomma, la piccola sardina squamata si è rivelata una vera forza della natura, un concentrato di potenza metabolica che sfida le nostre aspettative. Studiarla è stato difficile, ma i risultati ci ricordano quanto ancora abbiamo da imparare sugli abitanti dei nostri oceani e quanto sia cruciale capire la loro fisiologia per affrontare le sfide del futuro. Il prossimo passo? Indagare più a fondo le basi morfologiche e fisiologiche di questa capacità metabolica e testare la loro tolleranza termica durante il nuoto. Solo così potremo capire se queste incredibili atlete del mare saranno in grado di reggere l’impatto del cambiamento climatico.

Fonte: Springer