Per evitare le maree rosse delle alghe tossiche, ci vuole... fosforo!

Karenia brevis è il nome di una specie di alga unicellulare tossica, nella fattispecie un dinoflagellato, diffusa un po' dappertutto al largo della Florida, nel Golfo del Messico. Un fenomeno che spesso si associa a Karenia brevis è quello delle cosiddette maree rosse, fioriture algali consistenti in una proliferazione ingente di alghe che, a seconda dei pigmenti fotosintetici contenuti nelle varie specie, possono far assumere alle acque una colorazione marrone-rossastra. 

Fenomeno di marea rossa
nel Golfo del Messico

Non tutte le maree rosse hanno effetti deleteri per l'ambiente, ma quelle legate alla presenza di Karenia brevis sono spesso associate a fenomeni di morie collettive di specie animali e vegetali che popolano le acque in cui vivono, poiché questo dinoflagellato, come anche altre specie affini, è in grado di produrre un gruppo di tossine molto potenti e note come brevitossine (da cui il nome K. brevis), capaci di causare danni di natura gastroenterica e neurologica negli animali viventi nelle stesse acque, spesso letali. 
Le maree rosse del Golfo del Messico sono una delle principali cause di avvelenamenti di specie ittiche, con conseguenti ricadute sull'economia, nonché di patologie respiratorie e gastroenteriche nell'uomo, e si verificano in genere con cadenza annuale, senza però mostrare periodicità né nella durata né nella comparsa del fenomeno, rendendo così altamente difficile prevederne la manifestazione e, di conseguenza, gli effetti sulla salute e sull'economia dell'ecosistema locale.

Karenia brevis al microscopio

Di recente, tuttavia, un gruppo di ricercatori ha pubblicato su PLoS One uno studio, che sembra aver scoperto un importante fattore di correlazione tra maree rosse, grado di tossicità delle alghe e concentrazione di alcuni nutrienti nelle acque. In particolare, il team di ricercatori della North Carolina State University e la National Oceanic and Atmospheric Administration ha scoperto che le alghe del dinoflagellato Karenia brevis producono maree rosse di tossicità tanto maggiore quanto minore è la concentrazione di fosforo nell'ecosistema. I ricercatori hanno condotto gli esperimenti su 5 varietà di Karenia brevis, viventi in aree geografiche differenti, e in tutti i casi, confrontando campioni in cui era presente fosforo a sufficienza con altri che invece ne erano stati privati, si sono resi conto che le alghe producono un quantitativo di brevitossine da 2,3 a 7,3 volte quello ordinario (a seconda della varietà di alga) quando il fosforo è scarso. Gli studiosi hanno così capito che Karenia brevis, quando non ha più a disposizione le giuste dosi di nutrienti, investe tutte le sue energie nella produzione di una maggiore quantità di tossine, come forma estrema di difesa contro potenziali competitori o contro lo zooplancton, che è uno dei principali grazers (grazing in inglese significa "pascolo") del fitoplancton, oltre che competitore per il fosforo ed altri nutrienti. E non basta considerare la scarsità di fosforo come l'unica causa dell'aumentata tossicità delle acque, perché al contrario può nuocere anche la sua presenza in eccesso: in questa condizione opposta, infatti, un'abbondanza di nutrienti può innescare una rapida fioritura di alghe e, una volta ridotti a basse concentrazioni dalla loro crescita, possono innescare la produzione di maggiori tossine come risposta, ricadendo quindi nella condizione precedente.
I ricercatori pensano che sia importante monitorare costantemente la concentrazione di nutrienti in un dato ecosistema marino, così da poter costruire dei modelli in grado di prevedere con accuratezza via via crescente l'eventuale comparsa e durata di una marea rossa associata a specie tossiche come Karenia brevis. Con grande beneficio per l'ecosistema naturale e l'economia nostra.
Hardison, D., Sunda, W., Shea, D., & Litaker, R. (2013). Increased Toxicity of Karenia brevis during Phosphate Limited Growth: Ecological and Evolutionary Implications PLoS ONE, 8 (3) DOI: 10.1371/journal.pone.0058545