Rivelare il ciclo in situ di ossigeno, carbonio e nutrienti di un punto biologico guidato da spugne nell'Artico

La vita che prospera nel profondo e nell'oscurità artica

Ben al di sotto delle onde, in acque prossime al punto di congelamento e prive di qualsiasi luce solare, gli scienziati hanno scoperto una comunità sorprendentemente vivace: vaste distese di spugne abissali che popolano un monte sottomarino artico. Questo studio esplora come questi animali apparentemente semplici sostengano un intero ecosistema nascosto assorbendo ossigeno, consumando cibo invisibile e riciclando nutrienti fondamentali da cui dipende altra vita marina.

Una città sottomarina di spugne

La ricerca si concentra su Schulz Bank, un imponente seamount lungo la dorsale medio-oceanica artica la cui sommità si trova a circa 580 metri sotto la superficie. La sua cima è ricoperta da densi “campi di spugne”, dove diverse specie formano strutture simili a barriere costruite da aghi scheletrici vitrei. Questi campi di spugne creano un habitat tridimensionale che offre rifugio a pesci, coralli e numerosi piccoli invertebrati. Correnti potenti vorticano attorno al seamount, intrappolando particelle e materia organica derivata dalle fioriture stagionali del plancton e convogliandole verso la sommità, trasformandola in un punto biologico abissale nonostante l'ambiente ostile e povero di cibo.

Misurare respiro e rifiuti sul fondale

Per capire come funziona questa comunità, il team ha utilizzato veicoli telecomandati per posizionare camere trasparenti in acrilico sopra porzioni del campo di spugne. Ogni camera racchiudeva una piccola sezione del fondale e gli animali residenti. Nel corso di diverse ore, gli strumenti hanno registrato le variazioni di ossigeno e prelevato campioni d'acqua per monitorare minuscoli microrganismi e nutrienti disciolti come le diverse forme di azoto e fosforo. Confrontando camere con elevata biomassa di spugne con altre contenenti spugne scarse o sparse, i ricercatori hanno potuto stimare quanto fortemente siano le spugne stesse a guidare la chimica dell'acqua circostante.

Un punto caldo abissale per l'uso del carbonio

Il campo di spugne si è rivelato una centrale di respirazione. La comunità consumava ossigeno a ritmi comparabili a quelli misurati sulle celebri barriere coralline profonde e molto più elevati rispetto ai sedimenti molli circostanti nell'Artico. In termini semplici, le spugne e i loro vicini stanno bruciando carbonio organico molto più velocemente di quanto il lento e costante apporto di cibo dalla superficie potrebbe ragionevolmente fornire. Questa discrepanza implica che le spugne accedano a fonti di cibo aggiuntive e meno visibili, in particolare carbonio organico disciolto e plancton microscopico, che filtrano continuamente dall'acqua. La loro attività collega strettamente la colonna d'acqua al fondale, trasformando rapidamente carbonio altrimenti inaccessibile in forme che possono alimentare la rete trofica bentonica più ampia.

Trasformare i rifiuti in fertilizzante per il profondo

Contemporaneamente al consumo di ossigeno e carbonio, le spugne rilasciano un flusso costante di nutrienti inorganici—ammonio, nitrato, nitrito e fosfato—di nuovo nell'acqua. Questi nutrienti agiscono come fertilizzanti, potenzialmente alimentando microrganismi e alghe ben oltre il seamount. Le camere contenenti maggiore biomassa di spugne mostravano in genere un rilascio nutritivo più elevato, sottolineando il ruolo centrale degli animali. Lo studio ha anche rilevato che diversi tipi di spugne si comportano in modo differente. Le spugne povere di microbi interni tendevano a rilasciare quantità particolarmente elevate di ammonio e fosfato, mentre le spugne ricche di microbi sembravano riciclare i nutrienti più internamente e mantenere rapporti azoto-fosforo più bilanciati. Ciò suggerisce che la composizione delle specie di spugne su un seamount può modellare non solo la quantità di nutrienti rigenerati, ma anche la loro forma chimica.

Perché questo impianto di riciclo nascosto è importante

Considerati nel loro insieme, i risultati dipingono Schulz Bank come un impianto di riciclaggio profondo: le spugne catturano carbonio e ossigeno diluiti e difficili da utilizzare dalla colonna d'acqua, li elaborano e rilasciano sottoprodotti ricchi di nutrienti che possono sostenere altra vita nell'oceano oscuro. Sebbene le misure siano tecnicamente impegnative e basate su un numero limitato di esperimenti, confermano che i campi di spugne non sono solo habitat passivi ma motori attivi del ciclo del carbonio e dei nutrienti. Poiché campi di spugne simili vengono oggi scoperti in tutti gli oceani del mondo, la loro influenza combinata potrebbe influenzare significativamente come nutrienti ed energia si muovono nelle acque profonde. Proteggere queste comunità a crescita lenta dalle minacce come la pesca a strascico di fondo, l'estrazione mineraria in mare profondo e i cambiamenti nella circolazione guidati dal clima è quindi cruciale per mantenere la salute e la produttività dell'ecosistema marino più ampio.

Citazione: Hanz, U., Mueller, B., Bart, M.C. et al. Unveiling in situ oxygen, carbon and nutrient cycling of a sponge-driven biological hotspot in the arctic. Sci Rep 16, 7743 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-41798-4

Parole chiave: spugne abissali, ciclo dei nutrienti, seamount artico, flusso di carbonio, punto caldo bentonico