Negli ultimi anni le conoscenze sulla funzione degli oligoelementi come sostanze nutritive nel mare hanno avuto notevoli sviluppi, migliorando sensibilmente la comprensione di molti processi. Per l’acquariofilo marino mi sembra particolarmente interessante la scoperta di alcune co-limitazioni, che possono avere effetti anche in un acquario di barriera.

Suddivisone della co-limitazione in tre tipi  (secondo Saito, 2008)

Tipo I: La co-limitazione indipendente delle sostanze nutrienti

Dipende dalla carenza di due sostanze nutrienti che favorisco la crescita indipendentemente tra loro, per esempio l’ammonio e i fosfati. Se si divide una coltura di alghe che soffre di una co-limitazione di ammonio e fosfati in due parti, dosando in una l’ammonio e nell’altra i fosfati, entrambe le metà evidenzieranno una crescita aggiuntiva.

Tipo II: La co-limitazione sostitutiva biochimica

Questo tipo di co-limitazione è molto più interessante, In questo caso la carenza di due sostanze, che consentono entrambe la stessa reazione biochimica, limita la crescita. Alcune reazioni biochimiche possono venire catalizzate dallo stesso enzima o anche da enzimi diversi con metalli differenti nel centro attivo. Se nessuno dei metalli per la catalisi della reazione biochimica è disponibile nella quantità sufficiente per far svolgere tale reazione nel normale decorso, è presente una co-limitazione di tipo II.

Tipo III: La co-limitazione da dipendenza biochimica

Per noi acquariofili di barriera questo tipo di co-limitazione è senza dubbio la più interessante, perché presenta anche un significato pratico nel campo che ci sta a cuore. Nell’acquario di barriera si possono supporre varie forme di questo tipo e, con una carenza di oligoelementi, probabilmente si verificano in molte vasche. Fra i tipi di co-limitazione di questo genere che possono presentarsi anche in acquario dovrebbero essere citate soprattutto quella zinco/carbonio, zinco/fosfati, ferro/azoto e ferro/luce.

Una ripresa in natura del corallo duro Acropora.

Una ripresa in natura del corallo duro Acropora.

Che cos’è una co-limitazione?

Una co-limitazione potrebbe essere definita come “comune mancanza”. In tal senso esistono diversi modelli uno esplicativo ed estremamente semplificato, che vuole rendere evidente il concetto, potrebbe essere il seguente. Un corallo ha bisogno di una determinata sostanza per svilupparsi in modo sano. Definiamo questa sostanza come “fattore B”. Per creare il fattore B è però necessario quello A, un particolare oligoelemento. Se manca il fattore A, ben presto mancherà anche quello B, la più semplice forma di co-limitazione.

 La co-limitazione di zinco e carbonio

Per un ottimale apporto di carbonio ai coralli duri è necessaria la trasformazione dell’idrogeno carbonato in anidride carbonica e ioni di idrossido, e il contrario, ma questo processo deve avvenire più precisamente con una certa velocità. A questo scopo è necessario un enzima definito Carboanidrase. Questo enzima funziona solo se è stato attivato attraverso lo zinco. Nel caso di una carenza di zinco la Carboanidrase non ha luogo, e la trasformazione degli ioni di idrogeno carbonato avviene in maniera rallentata; in questa situazione i nostri coralli duri soffrono di una carenza di carbonio. Se forniamo una maggiore illuminazione, questo richiede anche una maggiore trasformazione degli ioni di idrogeno carbonato, vale a dire una concentrazione elevata di zinco in maniera corrispondente. Se però nell’acquario c’è una carenza di zinco, il fabbisogno di carbonio dei coralli, con una elevata resa di fotosintesi, non può più essere completamente coperto, perché la Carboanidrase non è del tutto attivata.

La co-limitazione di zinco e fosfati

Una carenza di zinco può limitare l’apporto di fosfati ai coralli. Le alghe simbionti dei coralli hanno bisogno dei fosfati, ma non sono in grado di assumerli come fosfati e polifosfati organici, perché le molecole sono troppo grandi. A tale scopo con l’ausilio della fosfatasi alcalica queste vengono scomposte in ortofosfati, che poi arrivano nelle cellule del corallo e possono servire quale nutrimento alle alghe simbionti. Inoltre, i fosfati e polifosfati organici inibiscono la formazione del calcio del corallo in modo più intenso degli ortofosfati. Si suppone pertanto che l’enzima della fosfatasi alcalina giochi un ruolo importante nella fissazione del calcio nei coralli (Domart-Coulon, 2001). Ma cosa ha a che fare con lo zinco? È molto semplice: la fosfatasi alcalica contiene zinco, e solo quando questo elemento è presente l’enzima diventa anche funzionale. Nel caso di una carenza di zinco i nostri coralli duri in acquario possono soffrire sia una carenza di carbonio (a causa della mancata attivazione della Carboanidrase) sia di ortofosfati. In questo modo la crescita dello scheletro corallino si ridurrebbe sensibilmente. Di fatto esistono evidenti indicazioni di una rallentata crescita dei coralli quando sussiste una carenza di oligoelementi. Si può in questo modo riconoscere nelle immagini che corredano l’articolo del Dott. Dieter Brockmann, nel numero 43 di CORALLI, che la crescita di diversi coralli ad un certo punto è considerevolmente aumentata dopo l’apporto di elementi traccia.

Limit2

Questo però, oltre allo zinco, può riguardare anche altri elementi, come per esempio il ferro. Inoltre, a causa della mancanza di zinco, si arricchirebbe la concentrazione di fosfati e polifosfati, perché questi verrebbero trasformati in maniera insufficiente in ortofosfati. Effettivamente durante un periodo nel quale non ho dosato gli oligoelementi nell’acquario, ho riscontrato concentrazioni di polifosfati che, in relazione al contenuto complessivo dei fosfati, erano insolitamente elevate. Fino all’80 % di tutti i fosfati presenti era costituito da polifosfati, soprattutto, ma anche da fosfati organici, probabilmente a seguito di una carenza di zinco.

Segue parte 2