Il mare

Dei mari e degli oceani sappiamo, tutto sommato, ancora poco, ma.ce la stiamo mettendo tutta per comprendere meglio come è strutturato questo spettacolare ambiente, nel quale probabilmente è iniziata la vita! Infatti è attualmente in corso una grande attività di ricerca per capire meglio la complessità dei meccanismi che regolano la vita sottomarina, per la gran parte vietatissima all'uomo.

Questo è un viaggio per osservare lungo i diversi livelli subacquei la fauna, l'acqua, con i suoi strani movimenti, e i fondali. Un'occasione per capire cosa c'è sotto la superficie del mare e come funziona il potentissimo motore che tanto influenza il clima e la vita terrestre, soprattutto per quanto riguarda quella dell'uomo.

CARATTERISTICHE GEOGRAFICHE DELL'ACQUA

Gli oceani ed i mari costituiscono la più grande riserva d'acqua del pianeta. Essi sono ampi bacini compresi tra i continenti ed a volte ben delimitati; altre volte, invece, sono appendici fra le aree continentali o fra i continenti e le isole. Non sono solo un'entità geografica, ma rappresentano un'essenziale forma nella struttura e nell'evoluzione della Terra.

Gli ecologi dividono il mondo acquatico in due biomi basati sulla salinità. I biomi marini, con un contenuto salino di circa 3,5 %, comprendono oceani e mari della Terra e rappresentano il 99,9% delle acque terrestri.

Quasi i ¾ della superficie terrestre è coperta dagli oceani, sul cui fondo vi sono catene, pianori e profonde voragini, proprio come sulla terra ferma. La superficie del nostro pianeta è di circa 510 milioni di km², di cui 362 milioni sono coperti dalle acque marine: ciò vuol dire che il 70,8 del nostro pianeta è coperto da aqua salata

Presso le coste dei continenti, infatti, il mare è poco profondo. La piattaforma continentale ha, per cui, una profondità di soli 200 m: la luce del sole in molti punti riesce a penetrare fino al fondo e consente, così, la crescita dei vegetali, che qui trovano in abbondanza i sali necessari al loro sviluppo, trasportati in mare dai fiumi.

I continenti in passato occupavano posizioni diverse dalle attuali, così anche gli oceani ed i mari hanno subito modifiche di forma, posizione e dimensioni. Tuttora gli oceani ed i mari sono in continua evoluzione: il fondo oceanico si dilata allargandosi in corrispondenza delle dorsali medioceaniche, mentre si consuma, finendo sotto la litosfera, in corrispondenza delle fosse oceaniche. Il Pacifico, infatti, si trova in una fase di restringimento; l'Atlantico è, invece, in una fase di allargamento.

Sul fondo oceanico si depositano continuamente sedimenti di varia origine che vengono variamente elaborati e che possono emergere. Nel frattempo, nelle acque marine si formano particolari formazioni calcaree o calcareodolomitiche fornite dai coralli (ad esempio, le nostre Dolomiti), che emergendo danno luogo a regioni caratteristiche.

La conformazione della costa, quindi, influisce sul numero e sul tipo di individui che vi abitano.

Vengono chiamati tropicali i mari che hanno una temperatura minima di 19°C, anche nel periodo più freddo dell'anno; mentre i mari subtropicali hanno temperature più basse, sebbene mai inferiori ai 16-17°C .

La regione fotosintetica è l'area dove penetra la maggior parte della luce. Si estende dalla superficie oceanica fino a uno profondità di circa 200 m. In questo regione, il plancton galleggia vicino alla superficie; squali, balene, pesci di grandi dimensioni e calamari nuotano più sul fondo. La regione batipelagica è quella che si estende da 200 m a 2500 m di profondità. In questa zona vivono pesci che riproducono luce attraverso un processo biochimico che è definito bioluminescenza. La regione abissale e adale si trova al di sotto dei 2500 m; qui le forme di vita si sono adattate a sopravvivere all'estrema pressione. Gli organismi morti che sprofondano sul fondo dei mari (regione adopelagica) forniscono il cibo per le forme di vita che vi si trovano. Ma questo lo approfondiremo meglio in seguito.

CARATTERISTICHE MORFOLOGICHE DELL'ACQUA

L'Oceano è nettamente separato dai continenti mediante la scarpata continentale, una superficie a volte molto irregolare ed una delle strutture più inclinate dell'Oceano.

Dai 200 m alla linea di costa, si estende la piattaforma continentale o sottomarina, avente spesso minime pendenze e andamento regolare. Essa è la continuazione diretta delle coste ed è abbondantemente ricoperta da sedimenti. In alcune zone il passaggio dalla scarpata al fondo oceanico è più graduale ed avviene attraverso una zona di minor pendenza, la risalita continentale.

Il vero e proprio fondo oceanico incomincia in genere tra i 3000 e i 5000 m e può giungere ai 6000 m. A volte il fondo oceanico è quasi perfettamente piano anche su aree di centinaia di migliaia di metri come le piane abissali; a volte, invece, è ondulato in vario senso dalle colline abissali.

Le montagne sottomarine, inoltre, sono sorgenti puntiformi di lava, spesso inattive. Ancora più spesso, esse emergono dando luogo a isole ed a vulcani oceanici, come le Hawaii.

Tra le depressioni del fondo, oltre, alle dorsali, troviamo le conche e le fosse oceaniche. Sono incisioni lunghe anche migliaia di chilometri e profonde fino a 10 - 11.000 m sotto il livellod el mare.

CARATTERISTICHE FISICHE DELL'ACQUA

La densità delle acque marine dipende dalla salinità, dalla temperatura e dalla pressione corrispondente alla profondità cui si trova l'acqua, e il suo valore segue le variazioni di questi tre parametri. Oscillazioni più ampie possono però aversi nei mari interni. La densità aumenta generalmente con l'aumentare della salinità e decresce all'aumentare della temperatura. A parità di salinità e di temperatura aumenta con la profondità essendo l'acqua di mare comprimibile.

CARATTERISTICHE CHIMICHE DELL'ACQUA

La costituzione chimica dell'acqua di mare è estremamente complessa dipendendo da molteplici fattori tra i quali predominano l'apporto delle acque continentali, gli scambi e l'interazione tra superficie mari e atmosfera, i processi chimico - fisici che avvengono tra gli ioni in soluzione, i minerali costituenti i sedimenti del fondo e in sospensione, i processi biochimici, quali la fotosintesi e il metabolismo dei vari organismi presenti nell'ambiente marino, e l'apporto degli scarichi di acqua e materiali dovuti alle attività umane.

La salinità dell'acqua marina subisce variazioni soprattutto nell'ambito superficiale in rapporto all'entità dell'evaporazione e degli apporti delle precipitazioni meteorologiche e delle acque continentali (fiumi e acque di fusione dei ghiacciai) e a volte delle comunicazioni e del mescolamento con altre acque.

In superficie e in prossimità delle coste la salinità presenta variazioni anche stagionali; negli oceani rimane praticamente costante in profondità. E' in genere, leggermente inferiore ai valori di superficie e non subisce sensibili variazioni. I rapporti quantitativi tra i principali costituenti rimangono invariati al variare della salinità. Oltre ai costituenti fondamentali della salinità concorrono al chimismo delle acque marine altre numerose sostanze. I sali nutrienti sono essenziali alla vita dell'ambiente marino. Si formano in profondità a opera della demolizione biochimica degli organismi e risalgono in superficie per azione della turbolenza e delle correnti marine; qui, dove è attiva la fotosintesi, vengono consumati utilizzati nelle Sintesi organiche.

Essendo l'ossigeno più solubile in acqua dell'azoto, l'aria disciolta è più ricca di ossigeno rispetto quella atmosferica  ne contiene infatti il 34% circa. L'ossigeno disciolto viene consumato dagli organismi marini, ma viene a sua volta prodotto negli strati superficiali dall'attività fotosintetica del fitoplankton si può registrare pertanto in alcune zone e in determinati periodi una saturazione dell'ossigeno che compare in quantità superiore a quella prevedibile dalle condizioni fisico - chimiche. Anche l'anidride carbonica ha un ruolo importante nella vita nel mare, dato che interviene nella fotosintesi il quantitativo disciolto è tanto più grande quanto più grande è la sua concentrazione nell'atmosfera soprastante.

Il grado di acidità dell'acqua di mare varia anch'esso con la zona, la profondità, la stagione, ecc. In genere, salvo forti inquinamenti locali, l'acqua marina presenta  reazione debolmente alcalina. La composizione attuale dell'acqua di mare è il risultato di fenomeni fisico - chimici e biologici succedutisi nel corso delle ere geologiche. Le acque dei primitivi bacini oceanici dovevano essere, per la presenza nell'atmosfera di un'alta percentuale di anidride carbonica, notevolmente acide e aggressive.

Contemporaneamente la pressione parziale dell'ossigeno e quindi la sua concentrazione in acqua doveva essere minima.

SEDIMENTI OCEANICI

I sedimenti oceanici si dividono in base alla posizione, all'origine, alla genesi ed alla composizione chimica.

Secondo la posizione, i sedimenti si dividono in litoranei e pelagici. I primi sono costituiti da ciottoli appiattiti per l'azione del mare o dalle sabbie in prossimità delle coste. I secondi, invece, sono finissimi, ma sono di varia composizione a seconda delle zone.

Sedondo l'origine, essi si distinguono in terrigeni, biogeni, chimici e cosmici. I sedimenti terrigeni sono a loro volta divisibili in sedimenti portati dalle correnti, sedimenti eolici e vulcanici. Quelli biogeni sono costituiti da elementi di organismi marini, che si distinguono per il tipo di organismo o di conchiglia. Quelli chimici sono prodotti nell'Oceani per azioni fisico - chimiche attuati su altri sedimenti o sugli stessi elementi presenti nell'acqua. Quelli cosmici, infine, di origine extraterrestre, consistono in ceneri e polveri meteoritiche.

CLIMA

La luce penetra negli oceani solo per circa 180 m: al di sotto di questo livello le acque sono immerse nelle tenebre. La temperatura cala gradatamente, dalle acque calde superficiali a quelle fredde in profondità; ma, mentre in superficie la temperatura varia con le stagioni, in profondità si mantiene a circa 3°C. Negli oceani l'effetto delle correnti e delle burrasche si fa sentire soltanto nello strato superiore, fino a 60 m; negli strati successivi esistono solo lievi correnti, causate dalle acque fredde, che nelle regioni polari scendono verso il fondo. Queste, ritornando verso le zone equatoriali e le acque di cui prendono il posto, risalgono alla superficie portando con sé i sali minerali che i batteri dei fondali oceanici liberano dagli organismi morti.

Aumentando la profondità negli oceani, aumenta anche la pressione, che nelle zone più profonde è quasi mille volte maggiore che in superficie; ma, poiché questa è identica all'esterno quanto all'interno del corpo degli animali, essa non ha praticamente conseguenze. Gli animali che vivono nelle profondità oceaniche sono anche assuefatti alla più bassa temperatura (0°C).

FLORA E FAUNA

Tutti gli esseri marini sono distribuiti in zone ecologiche distinte: la zona intertidale, la zona neritica e il mare aperto. La zona intertidale è quella parte della costa marina che si colloca tra l'alta e la bassa marea. Gli organismi di tale zona sono coperti di acqua salata quando c'è l'alta marea e completamente scoperti quando c'è la bassa marea.

Nonostante queste apparenti difficoltà, lo zona litoranea è molto ricca di organismi viventi: alghe, cirripedi, molluschi e stelle marine. In queste acque il plankton vegetale e animale si sviluppa vigorosamente e alimenta una moltitudine di pesci. Queste acque sono, infatti, il campo di caccia di molti uccelli marini ed è in esse che si svolge buona parte della pesca commerciale del mondo.

In prossimità delle coste la vita è resa più difficile dal fenomeno delle maree: due volte al giorno gli esseri viventi si trovano esposti al sole e all'aria e debbono quindi resistere sia al prosciugamento sia a forti escursioni termiche; inoltre, debbono tollerare l'acqua dolce di un'eventuale pioggia. Sta di fatto, però, che gli animali che risiedono sulle coste rocciose resistono in vario modo alla violenza delle onde ed alle situazioni.

Dalle maree dipende anche l'alimento degli animali che vivono sul litorale: la loro fonte di alimento, infatti, manca due volte al giorno, quindi essi debbono nutrirsi rapidamente, cogliendo i momenti opportuni.

La zona neritica è la regione delle acque libere più vicine alla costa e sovrasta la piattaforma continentale. L'acqua è qui poco profonda rispetto al mare aperto e la luce riesce a penetrare fino sul fondo. Molte specie planctoniche vivono nello zona neritica, formando una straordinaria riserva di cibo per la gran varietà di pesci.

La più vasta delle zone dei tre biomi marini è la zona di mare aperto o pelagica, che è formata da sua volta da quattro regioni: la regione fotosintetica, la regione batipelagica, la regione abissale e la adopelagica.

Negli oceani si possono distinguere delle faune regionali, ma i loro limiti non possono essere definiti con esattezza come quelli delle faune continentali perché nei mari vi sono meno barriere capaci di impedire gli spostamenti degli animali. Così, gli animali che possono percorrere lunghe distanze tendono naturalmente a varcare i limiti delle regione geografiche. Infatti, gli animali che vivono in alto mare, come i cetacei, non sono confinati entro alcuna zona geografica, perché percorrono immense distanze alla ricerca di cibo o per l'accoppiamento.

Gli esseri viventi degli oceani si possono dividere secondo vari ordini, dipendentemente dal loro stile di vita o da altre particolarità. Una comune divisione è quella che li vede in 3 gruppi: il plankton, piccoli animali e alghe che galleggiano nei pressi della superficie dell'acqua; il nekton, comprende organismi, come merluzzi o squali, che nuotano liberamente, cioè il complesso degli animali natanti; il bheton, costituito da organismi, come spugne e ostriche, che vivono sul fondo o ancorati alle rocce e agli scogli. Un'altra è quella in base alle loro abitudini; secondo questa, gli animali che vivono nei grandi oceani del mondo si dividono in 4 gruppi: galleggianti nelle acque di superficie; natanti; striscianti sui fondali; abbarbicati ai fondali.

ANATOMIA E MORFOLOGIA DELLA FAUNA MARINA

Esaminando un pesce qualsiasi, troveremo la pelle, costituita da uno strato superficiale, l'epidermide, e da uno più profondo, il derma. L'epidermide, che nei pesci è priva di Cheratina, non essendovi rischio di disidratazione, presenta molte cellule mucipare, che producono una particolare glicoproteina, la mucina, che al contatto con l'acqua forma un muco. Esso forma uno strato protettivo contro gli agenti patogeni esterni, come funghi, batteri e parassiti vari. Alcune specie presentano nell'epidermide cellulare che, in caso di lesioni, lasciano fuoriuscire sostanze chimiche, che mettono in allarme il resto del branco e richiamano i predatori: l'individuo ferito, così, lasciato solo, viene eliminato. In tal modo si favorisce la selezione naturale. Sull'epidermide, inoltre, si nota la presenza di scaglie, formazioni ossee, che, inserite nel derma, contribuiscono alla protezione esterna. La loro forma ed il loro numero è variabile a seconda della specie a cui appartengono. Si dicono ctenoidi quando il loro margine posteriore è dentellato; altrimenti, si dicono cicloidi. L'esame microscopico delle scaglie può servire per determinare l'età di un pesce, in base al numero di anelli di crescita. Sotto l'epidermide, nel derma, si trovano i cromatofori, particolari cellule che determinano la colorazione del pesce e che sono capaci di contrarsi ed espandersi in seguito a stimoli ambientali e fisiologici; oltre alla presenza dei cromatofori, però, la colorazione è dovuta a fenomeni ottici di interferenza.

Appartenendo ai vertebrati, i pesci sono forniti di uno scheletro che serve da sostegno e protezione e che è formato da ossa. Le vertebre del tronco, cioè delle parti anteriori, sono sostituite da un corpo centrale, da una spina verticale o eurospina, e da due protuberanze inferiori su cui si articolano le costole. Nelle vertebre caudali queste due protuberanze si saldano per formare un'altra spina, detta ematospina, opposta alla neurospina. In molte specie sono anche presenti, all'interno delle masse muscolari di gran parte del corpo, delle particolari formazioni ossee sottili e pungenti, le lische o miospine, la cui presenza influisce sul pregio alimentare.

Il sistema muscolare è costituito da segmenti verticali e contigui a forma di M, facilmente visibili togliendo la pelle e detti miomeri: è la loro progressiva contrazione e rilassamento che curva il corpo del pesce, generando una serie di onde che spinge il pesce in avanti, permettendogli di nuotare. Questo tipo di movimento è particolarmente visibile in un anguilla.

La respirazione, aspetto fondamentale che caratterizza i pesci, avviene attraverso quattro paia di branchie, poste in camere branchiali limitate all'esterno da strutture ossee. Ogni branchia è una struttura a forma di arco, costituita da una lamina cartilaginea che porta posteriormente due file di lamelle disposte a pettine, in cui circola il sangue che assorbe l'ossigeno e si libera dell'anidride carbonica. L'arco branchiale è percorso da un vaso sanguigno che apporta il sangue proveniente dal cuore , mentre l'altro trasporta quello ossigenato, come negli uomini; inoltre, nella parte anteriore, presenta delle estroflessioni ossee, dette branchiospine, che servono da protezione della delicata struttura, impedendo il contatto con eventuali particelle di cibo. Le branchie sono organi ad altissima efficienza rispetto ai polmoni, in quanto devono estrarre ossigeno da un mezzo che ne contiene circa 30 volte meno dell'aria: alcuni pesci arrivano ad assorbire anche l'80% dell'ossigeno contenuto nell'acqua che passa sulle loro branchie, mentre noi ne sfruttiamo solo il 25% di quello che giunge ai polmoni.

La circolazione del sangue consiste in un semplice circuito cuore - branchie - corpo - cuore, al contrario dei mammiferi che hanno una circolazione doppia (cuore - polmoni - cuore - cuore - corpo - cuore). Infatti il muscolo cardiaco, piccolo ed a forma piramidale, possiede un solo ventricolo ed un solo atrio.

IL PLANKTON

Questo è l'elemento fondamentale e più presente nelle acque marine.

Nel 1° strato oceanico, per una profondità di un centinaio di metri, vivono milioni di minuscoli vegetali che compongono il fitoplankton o plankton vegetale e sono tutti organismi unicellulari, in prevalenza diatomee e dinoflagellati. Di questi vegetali costituiscono cibo sufficiente per gli animali marini. Gli animali del plankton variano per dimensione, dai microscopici protozoi alle meduse larghe un metro e più, e comprendono un gran numero di minuscoli crostacei. Una parte notevole del plankton è costituita dalle larve do molte creature non planktoniche: uova e molti pesci allo stadio giovanile e larve trasparenti di molti molluschi e di numerosi echinodermi. Varie sono le strutture che permettono agli organismi planktonici di mantenersi a galla: per lo più si tratta di lunghe spine o lembi che impediscono di affondare; molti elementi planktonici, invece, contengono goccioline d'olio che li sorreggono. Questi animali si spostano in su e in giù nell'acqua , con ritmo regolare, indipendentemente dalle correnti, mantenendosi di note presso la superficie e portandosi molto più in profondità durante il giorno. Gli altri esseri viventi degli oceani vivono in mezzo al plankton, cibandosi di esso e dovorandosi a vicenda.

PRODUTTORI

I produttori sono i batteri autotrofi e le piante che costituiscono l'alimento di tutti gli altri organismi. Sono organismi autotrofi e sono, infatti, i soli organismi in grado di produrre, partendo da semplici sostanze inorganiche, tutte le molecole biologiche di cui necessitano per la propria crescita.

L'unico sistema, finora scoperto dagli scienziati, completamente privo di piante e quello che si genera vicino alle bocche idrotermali delle profondità oceaniche: in questo sistema, dove non penetra la luce solare e dove le piante quindi non possono vivere, i soli produttori sono alcuni batteri chemiosintetici, in grado di ricavare energia dai legami chemeci delle molecole dell'acido solfidrico (H₂S) che si libera dalle sorgenti termali. La scoperta risale a meno di 20 anni fa.

La vita vegetale marina, perciò, si svolge interamente nello strato superficiale, dove la luce penetra in quantità sufficiente a consentire la crescita delle piante.

Le barriere coralline, per questo motivo, si trovano soltanto nei mari tropicali, perché i banchi di coralli possono svilupparsi favorevolmente solo in acque ad alta temperatura; ve ne sono nella regione indo - pacifica occidentale, al largo della costa orientale africana, dell'Asia sud - orientale e dell'Australia nord - orientale, dove formano la Grande Barriera Corallina.

CONSUMATORI

I consumatori sono organismi eterotrofi e ottengono energia consumando le molecole organiche prodotte dagli autotrofi o da altri eterotrofi. Sono, cioè, organismi che si nutrono direttamente (erbivori) o indirettamente (carnivori) a spese dei produttori.

Un banco di pesci, se avvicinato, sembra una formazione di un'immensa pattuglia di aerei acrobatici: i singoli individui compiono tutti assieme, infatti, virate e accelerate, per tenersi a distanza di sicurezza dall'eventuale nemico (es: il sub). Questo comportamento dà loro maggiore protezione e anche una maggiore opportunità di incontro per gli accoppiamenti. La strategia del più debole, quali anche i pesci sono, è quella di riprodursi rapidamente per colmare i vuoti lasciati dalle predazioni. Osservando i pesci nel loro ambiente naturale e dal loro ambiente naturale ci si rende conto, inoltre, di un fatto al quale solitamente non si pensa: l'oceano ha una dimensione verticale e i pesci si muovono in modo "tridimensionale", come gli uccelli. Gli animali che vivono negli oceani, però, non sono costretti a star sempre relegati al terreno: essi possono fare ogni tipo di movimento che fa un uccello, quindi ha anch'egli certe quote di profondità, che sono loro congeniali.

La scarpata continentale è popolata da un numero enorme di molluschi: alcuni di questi si nutrono filtrando dall'acqua minuscoli frammenti di alimenti; altri si alimentano di frammenti più voluminosi di organismi morti; altri ancora mangiano altri animali che vivono sui fondali.

Oltre i 200 m di profondità gli oceani non contengono vegetali e gli animali sono, così, così costretti ad alimentarsi divorandosi gli uni con gli altri o mangiando animali e vegetali morti che vi sprofondano. Scendendo ancora le creature viventi diminuiscono di numero, ma non scompaiono.

I pesci che abitano i mari profondi presentano per lo più aspetto assai strano: quasi sempre, infatti, sono muniti di lunghi denti acuminati e spesso caratterizzati da grandi occhi e organi luminescenti. In queste zone l'alimento è scarso e, di conseguenza, alcuni pesci sono dotati di mascelle che permettono un'apertura boccale enorme, sufficiente a catturare anche pesci più grandi di loro; il loro stomaco dilatabile, inoltre, è in grado di contenere l'intera preda. di questi pesci conosciamo la conformazione, ma ben poco sappiamo delle loro abitudini, perché generalmente muoiono mentre vengono portati in superficie, uccisi dall'enorme cambiamento di pressione.

Le balene sono i più grandi mammiferi viventi. Esse si trattengono negli strati superiori del mare, perché devono portarsi in superficie per respirare. Le specie più grosse si alimentano esclusivamente di plankton, che estraggono dall'acqua con un sistema ingegnoso: si riempiono la bocca d'acqua e poi la espellono filtrandola attraverso lunghe pieghe sfrangiate del palato; il plankton, così, viene trattenuto dalle frange e le balene lo mangiano leccandole dalle pieghe.

DECOMPOSITORI

I decompositori, o detritivori, sono una categoria speciale di consumatori, che ricavano l'energia e i materiali loro necessari da rifiuti organici e dagli organismi morti provenienti da ogni altro livello trofico.