Come misurano il tempo le creature marine

Saper misurare il tempo è sempre stata un'esigenza dell'uomo che in tempi antichi si è avvalso del sole e della luna prima degli attuali sofisticati strumenti.

Anche gli animali terrestri sono in grado di percepire il trascorrere del tempo. Ogni specie ha un suo bioritmo, cioè un proprio naturale orologio biologico che regola il rapporto sonno-veglia e tutte le attività biologiche; esso dipende strettamente dai periodi astronomici e geofisici come giorno, mese, anno solare. Pensiamo alla maggior parte degli uccelli migratori a cui è la variazione nella durata delle ore di luce o di buio nell'arco della giornata, detta fotoperiodo, a dire loro quando è arrivato il tempo di prepararsi a migrare. Sono sempre i fattori ambientali, quali fotoperiodo e temperatura, a indurre il letargo e il risveglio primaverile di quegli animali che col letargo superano periodi difficili come l'inverno.

Anche gli animali marini riescono a misurare il tempo e lo fanno sempre attraverso le variabili ambientali: soprattutto temperatura e luce solare, quest’ultima sia come variazione del fotoperiodo sia come variazione della sua intensità, detta con termine scientifico irradianza. La luce solare e la temperatura regolano il ciclo dei nutrienti, cioè di azoto e fosforo, che tendono ad accumularsi sul fondo, dove avviene la degradazione della sostanza organica. 

Nel Mediterraneo, come in tutte le regioni temperate, questo ciclo è legato ai periodi dell’anno; per comodità, partiamo dalla primavera, quando vengono usati i nutrienti che si erano depositati sul fondo durante l’inverno; essi vengono distribuiti in tutta la colonna d’acqua dalle forti mareggiate invernali che favoriscono la risalita di acque fredde profonde; questo fenomeno si chiama up welling. La presenza dei nutrienti e l’aumento della luce solare determinano una forte crescita del fitoplancton, la cui abbondanza è rivelata dalla torbidità delle acque e da un colore verde ben distinguibile. Si parla di un “bloom” del plancton, usando un termine inglese che si traduce letteralmente con fioritura. In primavera, quindi, sulla terraferma fioriscono molte piante e in mare fiorisce il plancton. La produzione di fitoplancton durante la primavera è fondamentale per il resto della vita sulla Terra, sia perché il fitoplancton è alla base delle catene alimentari marine sia perché produce circa la metà di tutto l’ossigeno presente nell’atmosfera.

In estate, si presenta una divisione netta tra le acque superficiali più calde (perché interessate dalla maggiore radiazione solare) e quelle profonde più fredde; questa condizione porta alla loro stratificazione. Lo strato di transizione tra le masse d’acqua con differente temperatura è detto termoclino; a causa di questa situazione la quantità di plancton diminuisce. L’estate, quindi, è una stagione poco produttiva in cui si ha un calo netto della produzione primaria, che è il processo mediante il quale gli organismi autotrofi producono sostanza organica mediante la fotosintesi a partire da anidride carbonica e acqua.

Il fitoplancton, infatti, necessita di condizioni ambientali precise: un’eccessiva esposizione alle radiazioni solari non è un bene, poiché c’è un intervallo entro il quale la fotosintesi è ottimale.

Anche questo evento è facilmente visibile a occhio nudo poiché generalmente le acque estive sono più limpide e cristalline per la quasi totale assenza di cellule in sospensione. Sono le acque preferite dai bagnanti ma, ricordiamo, più “pulito” a volte non vuol dire meglio.

In autunno, si può verificare un nuovo picco planctonico, anche se di minore intensità di quello primaverile, in quanto i nutrienti, derivati dalla decomposizione del plancton estivo, tornano disponibili. Questo bloom autunnale è legato alla diminuzione progressiva della radiazione solare che consente valori ideali per la fotosintesi e al nuovo rimescolamento delle acque dovuto alla scomparsa del termoclino. Il fitoplancton ovviamente non ha l’esplosione che si verifica in primavera ma si tratta comunque di un evento ecologicamente importante.

In inverno, si verifica la risospensione dei nutrienti a causa del rimescolamento delle acque dovuto all’omeotermia (cioè alla stessa temperatura in tutta la colonna d’acqua, circa 13 °C in Mediterraneo) e alla violenza delle mareggiate. Tuttavia, la scarsa insolazione e la difficoltà, per colpa del continuo rimescolamento, incontrata degli organismi planctonici di rimanere a profondità che rendono possibile la fotosintesi, fanno sì che l’inverno sia in mare il periodo meno produttivo dell’anno. Ma sul fondo si prepara già la successiva fioritura primaverile poiché gli stadi di resistenza di molti organismi planctonici, sia vegetali sia animali, che hanno trascorso la stagione sfavorevole nei sedimenti iniziano ad attivarsi, ponendo le basi per i picchi primaverili futuri.
Il rimescolamento delle acque sarà fondamentale proprio per la rinascita del plancton in primavera.