Come osservare il plancton al microscopio

L’osservazione al microscopio del plancton vi aprirà una finestra straordinaria sulla vita nel mondo marino. Quando guardi una goccia di acqua di mare, sembra chiara. Tuttavia, quando metti la goccia d’acqua al microscopio, vedrai che l’acqua brulica di vita. Quasi ogni creatura nel mare trascorre una parte o tutta la sua vita alla deriva nell’oceano. Il plancton è costituito proprio dalle piante e dagli animali che vanno alla deriva nelle correnti e sono spesso di dimensioni microscopiche. Anche i mari italiani e gli specchi d’acqua dolce sono ricchi di plancton, e quindi un ottimo soggetto per lo scienziato dilettante.

Il plancton è costituito dalle piante (fitoplancton) e dagli animali (zooplancton) che si spostano trasportati dalle correnti degli oceani. Esso è abbondante nelle acque superficiali in cui la luce solare e i nutrienti sono prontamente disponibili. Il fitoplancton è composto dalle microscopiche piante che convertono la luce solare e i nutrienti in amido e materia organica. Inoltre, il fitoplancton è alla base della catena alimentare degli oceani, e produce almeno l’80% dell’ossigeno che respiriamo.

Il fitoplancton (dal greco φυτόν, phyton, per “pianta” e πλαγκτός, planctos, errante) è il plancton vegetale, vale a dire tutti gli organismi vegetali che vivono in sospensione in acqua. La maggior parte sono troppo piccoli per essere visibili a occhio nudo individualmente. D’altra parte, quando sono in quantità sufficiente, risultano visibili sulla superficie dell’acqua come aree colorate. Ciò è dovuto alla presenza di pigmenti nelle loro cellule, principalmente clorofilla, ma anche ficobiliproteine e xantofille.

Il fitoplancton osservato al microscopio.

Tra il plancton animale (zooplancton), comuni sono le uova, le larve e le forme giovanili di invertebrati e pesci. I cosiddetti “copepodi” (legati a granchi e gamberi) sono i più abbondanti e ampiamente distribuiti organismi dello zooplancton. Tutte le forme di vita nell’oceano dipendono direttamente o indirettamente dal plancton per il cibo. Il fitoplancton sostiene la maggior parte degli erbivori del mare, ma è alimento per lo stesso zooplancton, che comprende anche organismi più grandi come le meduse.

Il fitoplancton può intrappolare e immagazzinare l’energia contenuta nella luce solare. Nel processo di fotosintesi, il fitoplancton utilizza anidride carbonica (CO2) e acqua per produrre, in proporzione alla CO2 usata,  cibo e ossigeno. Poiché ha bisogno della luce solare per fotosintetizzare, il fitoplancton si trova generalmente vicino alla superficie dell’oceano. Alcuni scienziati hanno calcolato che ,senza l’ossigeno prodotto dal fitoplancton, la vita come la conosciamo non esisterebbe.

Zooplancton visto al microscopio.

Quasi tutte le specie di fitoplancton, i principali produttori dell’oceano, sono utilizzate dallo zooplancton (copepodi) e dai piccoli filtri che alimentano gli invertebrati (cozze e vongole) come cibo. Questi invertebrati sono, a loro volta, alimento di invertebrati e pesci più grandi. Tutti gli animali che consumano, direttamente o indirettamente, il cibo che i produttori hanno immagazzinato sono chiamati consumatori. Per aiutarci a capire questa relazione, possiamo disegnare una catena alimentare.

Una semplice catena alimentare potrebbe mostrarci che un pesce ha mangiato lo zooplancton che, a sua volta, ha mangiato il fitoplancton. La concentrazione di plancton è influenzata dal movimento dell’oceano. Le correnti e la salute del mare influiscono sulla popolazione di plancton. Esiste una forte connessione tra le “caratteristiche del movimento oceanico” e la pesca. Ma noi vogliamo osservare il plancton al microscopio non solo per la sua importanza, ma soprattutto per la sua enorme bellezza e varietà.

La catena alimentare di un oceano.

Come procurarti i campioni da acque marine o dolci

Il materiale necessario per l’osservazione al microscopio del plancton è il seguente:

• Microscopio composto per uso biologico (come ad es. questi qui)
• Microscopio da dissezione (come ad es. questi qui)
• Campione di plancton (vedi preparazione)
• Piastra di Petri
• Vetrini per microscopio
• Contagocce
• Grafico di identificazione del plancton

I campioni di plancton possono essere ottenuti in diversi modi. Se vivi vicino al mare, puoi costruire delle reti di plancton e poi rimorchiarle da una barca o calarle da un molo. Raccogli il plancton e, se desideri utilizzarlo per diversi giorni, puoi conservarlo in una soluzione al 3-5% di formalina. Se vivi lontano dal mare, è possibile ordinare campioni conservati da negozi di forniture scientifiche.

Come prelevare dei campioni di plancton da osservare.

Tieni presente che lo zooplancton è più diffuso nei laghi, negli stagni, nei bacini idrici e in qualsiasi specchio d’acqua di marea, come flussi di marea e fiumi, baie e coste. La raccolta in un flusso di acqua dolce in movimento di solito non fornisce che un piccolo campione. Puoi campionare la parte superiore, centrale o inferiore della colonna d’acqua, oppure tutte e tre, a seconda di quale vuoi esaminare.

Tieni presente la facilità di raccolta quando scegli il tuo sito; un bacino galleggiante è spesso e la posizione ideale. Considera sempre la profondità della tua posizione, specialmente nelle zone di marea. Il tipo di rete che usi determinerà il tipo di zooplancton che raccogli. Vuoi guardare organismi grandi, piccoli, nel mezzo? Vuoi campionare una parte particolare della colonna d’acqua?

La bocca della rete può avere dimensioni diverse. Maggiore è l’apertura della rete, più acqua campionerai per osservazioni dal vivo. Ma fai attenzione, soprattutto in applicazioni poco profonde: non vuoi che la tua rete si trascini per terra. Le reti hanno maglie di dimensioni diverse (una misura dei lati dei quadrati delle maglie nel tessuto della rete). Di solito sono misurati in micron, che è 1/1000 di millimetro.

Un campionatore di plancton di tipo professionale.

Minore è la dimensione delle maglie, più piccoli saranno gli animali che raccoglierai e viceversa. Le reti di zooplancton variano da 150 micron a 1000 micron, a seconda di ciò che il ricercatore spera di raccogliere. Nelle reti a coda di merluzzo, invece, il tessuto si assottiglia e tutti gli organismi vengono catturati nella parte inferiore della rete e sono migliori per i microorganismi da conservare.

La chiave per un efficace campionamento della rete è passare una quantità sufficiente di acqua attraverso la rete. Un modo per farlo è quello di rimorchiare la rete dietro una barca o  canoa. Un altro modo è fissare la rete a un bacino e abbassarla nell’acqua in movimento. Una terza opzione è quella di gettare la rete lontano da te nell’acqua mentre tieni attaccata con un cavo e poi recuperarla lentamente.

Come puoi osservare i vari campioni di plancton

Il plancton comprende una vasta gamma di organismi viventi che vanno da piccoli batterioplancton ad animali gelatinosi come le meduse.

Vari tipi di plancton facilmente osservabili con un microscopio.

Ecco una breve carrellata di ciò che puoi trovare:

• Fitoplancton – Vive più vicino alla superficie dell’acqua e include vari procarioti (autotrofi) ed eucarioti (alghe);
• Zooplancton – Lo zooplancton include metazoi e protozoi che sopravvivono nutrendosi di altri plancton;
• Batterioplancton – Questi sono batteri e archaea che sono responsabili della decomposizione del materiale organico nell’oceano;
• Virioplancton – Gli studi hanno identificato un gruppo di virus (virioplancton) come componente dinamica del plancton. Sono divisi in batteriofagi (maggior parte) e virus eucariotici.

Sebbene la maggior parte di questi organismi siano troppo piccoli per essere visti ad occhio nudo (e nel caso del virioplancton, siano visibili solo con un microscopio non elettronico, che va al di là delle possibilità economiche e competenze di qualsiasi dilettante), alcuni – come la medusa delle bottiglie blu e la medusa della luna – possono essere visti senza l’aiuto di un microscopio. Inoltre, è possibile vedere un piccolo plancton muoversi in un campione di acqua raccolta da oceani e mari.

Questi tipi possono anche essere visualizzati più facilmente utilizzando un microscopio stereo / da dissezione. Ciò implica semplicemente il posizionamento di un campione concentrato (la concentrazione può essere raggiunta usando una centrifuga) su un vetrino di vetro e il montaggio sul microscopio per osservare l’eventuale presenza di plancton. Per molti altri che sono troppo piccoli per essere visti ad occhio nudo, possono essere utilizzate altre tecniche.

Si può osservare il plancton con un microscopio ottico, meglio se stereo. Ne trovi vari qui.

Per esaminare al microscopio e identificare il plancton, procedi nel seguente modo:

1. Usa un contagocce per raccogliere alcune gocce del campione e metterlo in una capsula di Petri. Osserva il campione con un microscopio da dissezione. Poiché il plancton può muoversi su e giù nella goccia, dovrai ricentrare il tuo microscopio per vedere il plancton a diversi livelli.
2. Molti degli organismi sono troppo piccoli per essere visti con il microscopio da dissezione. Puoi prepararti una diapositiva del campione e osservarlo con un microscopio composto per uso biologico (tipo questi che trovi qui) con obiettivi a bassa e alta potenza. Assicurati di salvare tutto il campione.
3. Osserva il campione per quanto segue: quali sono gli organismi più abbondanti; variazioni di forma, colore e capacità di nuoto; tipi di appendici che si vedono sui vari plancton; uova; forme larvali e giovanili di crostacei e pesci;
4. Seleziona gli organismi più comuni dal tuo campione. Registra le seguenti informazioni sulla tua scheda tecnica: un disegno dettagliato del campione; identificazione del tuo campione usando la tabella di identificazione del plancton.
5. Ripeti questa procedura con tutti i diversi organismi che il tempo ti consente. Assicurati di avere almeno: due diversi tipi di fitoplancton (piante); quattro diversi tipi di zooplancton (animali); una diatomea, un dinoflagellato e una forma di zooplancton permanente.

Alghe diatomee viste al microscopio.

Osservazione del microplancton e sua conservazione

Il microplancton include il fitoplancton e lo zooplancton che misurano tra 20 e 200 micrometri. Ciò include una varietà di ciliati. Ora vedremo una tecnica per osservare un certo numero di organismi, tra cui dinoflagellati, diatomee e altri ciliati. L’occorrente per l’osservazione del microplancton è il seguente:

• Il fissativo acido di Lugol (che puoi trovare ad es. qui)
• Un campione di acqua di mare
• Microscopio standard da biologia
• Olio di immersione
• Vetrino per microscopio
• Membrane in policarbonato (che trovi qui)

I ciliati nel campione di acqua di mare possono essere conservati usando il fissativo acido Lugol. Aggiungi il 37% di formaldeide a 250 ml di campione (in acido Lugol) e lascia riposare per una notte. Ciò consente la fissazione dell’organismo. La fissazione consiste nel trattamento con procedimenti chimici o fisici capaci di preservare e stabilizzare i costituenti dell’organismo, inattivando nel contempo gli enzimi autolitici.

Il plancton va fissato con il lugol.

Utilizza un sistema di fissaggio in vetro per filtrare 100 mm del campione. La filtrazione si ottiene utilizzando un filtro in policarbonato nero da 25 mm e 8 micron con filtro di supporto in nylon da 10 micron a bassa pressione. L’uso di questo processo comporterà una distribuzione uniforme delle cellule. Posiziona i filtri su una carta comune per consentire all’acqua residua di essere assorbita per circa 30 secondi.

Per evitare la disidratazione del campione, distribuisci una goccia di olio per immersione (serie Cargille A) su un vetrino per produrre uno strato uniforme. Separa con cura la membrana in policarbonato dal filtro di supporto e posizionala sullo strato di olio ad immersione. Aggiungi un’altra goccia di olio per immersione sulla membrana con il campione e copri con una copertura. Monta e visualizza al microscopio.

Con un po’ di cura, lo zooplancton (e dunque anche il microplancton)  può essere conservato in laboratorio o in classe, e costituirà un allevamento senza dubbio molto originale. Dopo la raccolta, ispeziona il campione di zooplancton. Se appare denso, dovrai diluire il campione con acqua dal tuo sito di raccolta. Il plancton è più felice quando ha spazio per nuotare, mangiare e respirare senza urtare troppi vicini. Parlando di respirazione, vorrai anche fornire ai tuoi nuovi animali domestici una leggera aerazione.

Fitoplancton e zooplancton possono essere usati anche per alimentare i coralli.

Lo zooplancton dovrebbe essere nutrito liberamente e molti possono essere alimentati con gamberi di salamoia larvale (Artemia). Le cisti di Artemia (ovvero le uova) sono disponibili in commercio e facili da schiudere. Per i migliori risultati di schiusa, aggiungi le tue cisti in un imbuto separatore riempito con acqua di mare (circa ½ cucchiaino di cisti per 400 ml di acqua di mare). L’imbuto deve essere ben gorgogliato e coperto con una pellicola di paraffina di plastica o un involucro di plastica.

Per risultati rapidi, è possibile posizionare l’imbuto in un’area calda (ad es. sotto una luce a incandescenza). In sole 16-24 ore, avrai una nuova scorta di cuccioli di gamberetti in salamoia per nutrire i tuoi animali domestici costituiti dallo zooplancton! Per mantenere lo zooplancton per diverse settimane, scambia un po’ dell’acqua originale con acqua appena raccolta dopo circa una settimana, e sostituisci la fornitura di cibo con nuovi alimenti per gamberetti di salamoia ogni pochi giorni.