Segreti del Giardino dei Polpi:Le mamme nidificano nelle sorgenti termali per dare ai loro piccoli le migliori possibilità di sopravvivenza

Due miglia sotto la superficie dell'oceano al largo di Monterey, in California, l'acqua calda filtra dal fondale marino alla base di una montagna sottomarina.È un posto magico, soprattutto se sei un polipo.

Nel 2018, uno di noi, Amanda Kahn, era a bordo della nave da ricerca E/V Nautilus quando gli scienziati scoprirono il "Giardino del polpo". Migliaia di polpi perlati (Musoctopus robustus) erano raggomitolati in singole palline in file e ciuffi.Come Nautilus dal vivo ha trasmesso in streaming la spedizione online, il mondo ha potuto condividere l'emozione della scoperta.

Ora sappiamo perché queste straordinarie creature si riuniscono in questa e in altre sorgenti calde sottomarine.

Nell'a nuovo studio coinvolgendo scienziati di diversi settori, spieghiamo perché i polpi migrano nel Giardino dei Polpi.È sia un sito di accoppiamento che un asilo nido dove i polpi appena nati si sviluppano più velocemente del previsto, dando loro la migliore possibilità di sopravvivere nelle profondità del mare freddo.

La vita nel giardino dei polpi

Le femmine di polpo cercano fessure e fessure rocciose dove filtra acqua calda dalle rocce.Lì custodiscono vigilemente le loro covate.Sopravvivendo solo con le loro riserve energetiche, queste madri non mangeranno mai più.Come la maggior parte dei cefalopodi, compiono l'ultimo sacrificio per la loro prole e muoiono dopo la schiusa delle uova.

Il Giardino dei Polpi, alla base di Montagna sottomarina di Davidson A circa 80 miglia (130 chilometri) a sud-ovest di Monterey, in California, si trova il più grande di una manciata di vivai di polpi scoperti di recente nel Pacifico orientale.Molti sono stati trovati vicino a sorgenti idrotermali dove l'acqua calda filtra dal fondo del mare.

Volevamo sapere cosa rende questi ambienti così attraenti per la nidificazione dei polpi.

Per risolvere questo mistero, abbiamo riunito geologi, biologi e ingegneri.Utilizzando Istituto di ricerca sull'acquario di Monterey Bayè il mare profondo robot E sensori, abbiamo studiato e mappato il Giardino dei Polpi nel corso di numerose visite nell'arco di tre anni per esaminare i legami tra le sorgenti termali e il successo riproduttivo dei polpi perlati.Abbiamo trovato quasi 6.000 nidi in un'area di 2,5 ettari, suggerendo che più di 20.000 polpi occupano questo sito.

Una telecamera time-lapse che ha sorvegliato un gruppo di madri che nidificavano per sei mesi ha aperto una finestra sul... vita dinamica nel Giardino dei Polpi.

Abbiamo visto polpi maschi avvicinarsi e accoppiarsi con le femmine.Abbiamo esultato per la riuscita apparizione dei piccoli, che sembravano miniature traslucide dei loro genitori.E abbiamo pianto la morte delle madri e delle loro covate.

Quando un nido si svuotava, veniva rapidamente riempito da un'altra mamma polpo.Abbiamo visto che all'Octopus Garden nulla è andato sprecato.I polpi morti fornivano una fonte di cibo vitale per una serie di spazzini, come anemoni di mare e lumache.

L’acqua più calda accelera lo sviluppo dell’embrione

Una nuova generazione di polpi deve superare almeno due ostacoli prima di schiudersi.

Innanzitutto, devono svilupparsi dall'uovo alla schiusa.Iniziano come uova opache a forma di salsiccia cementate alle rocce.Col passare del tempo, piccoli occhi neri e poi otto braccine diventano visibili attraverso la capsula dell'uovo.In secondo luogo, fondamentale, non devono soccombere alle minacce esterne, compresi predatori, lesioni e infezioni.Più lungo è il periodo di incubazione, maggiore è il rischio che un embrione non sopravviva fino alla schiusa.

Per le specie di polpi che vivono in acque calde e poco profonde, i periodi di cova durano solo da giorni a settimane.Ma nell’abisso si svolge uno scenario molto diverso.Le temperature vicine allo zero rallentano drasticamente i processi metabolici negli animali a sangue freddo come i polpi.Il periodo di covata più lungo conosciuto per qualsiasi animale in realtà proviene da un'altra specie di polpo di acque profonde, Graneledone pacifico, con una madre che si prende cura del suo nido per ben 4 anni e mezzo.Un vivaio di polpi per questa specie è stato recentemente scoperto al largo della costa occidentale del Canada.

A Davidson Seamount, dove la temperatura dell'acqua è di 35 gradi Fahrenheit (1,6 gradi Celsius), ci aspetteremmo che gli embrioni di polpo perlato ci vogliono dai cinque ai dieci anni, o forse più a lungo, per svilupparsi.Un periodo di cova così prolungato sarebbe il più lungo conosciuto per qualsiasi animale, esponendo un embrione a rischi eccezionali.

Invece, i sensori di temperatura e ossigeno che siamo riusciti a inserire nei nidi di polpo hanno documentato un microambiente molto più caldo attorno alle uova.In media, la temperatura all'interno dei nidi di polpo era di circa 41 F (5,1 C), notevolmente più calda rispetto alle acque circostanti.Avevamo previsto che gli embrioni di polpo si sarebbero sviluppati più velocemente in quest’acqua più calda.

Segni distintivi e cicatrici ci hanno aiutato a identificare le singole madri.Nel corso di visite ripetute abbiamo monitorato lo sviluppo della loro covata.Anche se ci aspettavamo una crescita più rapida nell’acqua calda, siamo rimasti sbalorditi nello scoprire che le uova si sono schiuse in meno di due anni.La nidificazione nelle sorgenti termali dà chiaramente una spinta ai polpi perlati.

Ma nidificare nelle sorgenti termali è una strategia potenzialmente rischiosa.Una volta deposte le uova, lo sono cementato alla roccia.Sappiamo poco della tolleranza termica dei polpi perlati o dei loro embrioni, ma anche una breve esposizione ad acque eccessivamente calde potrebbe essere letale per lo sviluppo degli embrioni, cancellando ogni speranza di riproduzione riuscita per quella madre.In effetti, potrebbe esserci uno dei primi vivai di polpi di acque profonde registrati sperimentato un flusso di fluido imprevedibile.

I vivai evidenziano i rischi per l’habitat dei fondali marini

Le sorgenti termali del Giardino del Polpo fanno parte di un Sistema idrotermale sul fianco della cresta.Qui, l’acqua che filtra sotto il fondale marino raccoglie il calore dal mantello terrestre prima che venga incanalato fuori dagli affioramenti di roccia vulcanica come il Davidson Seamount.Questi sistemi sono diventati un focus emergente nella geologia dei fondali marini, anche se finora ne sono stati scoperti solo pochi.

A differenza delle sorgenti idrotermali, che si formano sulle creste delle creste e sgorgano pennacchi di acqua calda rilevabili a centinaia di metri sopra il fondo, le sorgenti termali sui fianchi delle creste sono criptiche.Queste sorgenti filtrano acqua calda che si dissipa solo pochi metri sopra il fondo, rendendole estremamente difficili da trovare e visibili solo da un leggero luccichio nell'acqua.

Le nostre registrazioni annuali delle sorgenti termali del Giardino del Polpo dimostrano che questi possono essere ambienti stabili, con il potenziale di rilasciare fluidi caldi per migliaia di anni.Tale stabilità avvantaggia non solo il polpo perlato, ma anche la comunità di vita che prospera insieme alle madri nidificanti.

Le recenti scoperte di vivai di polpi al largo della costa pacifica del Costa Rica, anch'esso vicino a sorgenti idrotermali, suggerisce che queste aree potrebbero essere più comuni di quanto si pensasse in precedenza.Sottolinea inoltre che le sorgenti idrotermali possono essere punti caldi biologici vitali.

Il mare profondo è lo spazio vitale più grande sulla Terra e tali dimensioni espansive possono nascondere l’importanza di punti caldi localizzati come questi.Davidson Seamount e il suo Octopus Garden sono protetti come parte di Santuario marino nazionale della baia di Monterey, ma molti altri tesori biologici come le sorgenti termali potrebbero essere a rischio, soprattutto come attività mineraria nei fondali profondi propone di racimolare grandi somme aree poco studiate del fondale marino.Ci auguriamo che le madri polpo che abbiamo incontrato in questo asilo ispirino tutti a ripensare la gestione delle gemme nascoste ancora da scoprire che potrebbero andare perdute.