Lampenflora nelle grotte turistiche: studio su Pertosa-Auletta confronta candeggina, perossido e UVC per il controllo del biodeterioramento
Introduzione al problema lampenflora
L’illuminazione artificiale installata nelle grotte aperte al turismo favorisce lo sviluppo di biofilm fotosintetici sulle pareti e sugli speleotemi, un fenomeno noto come lampenflora. Queste comunità microbiche, composte principalmente da cianobatteri e alghe verdi, rappresentano una delle principali sfide per la conservazione delle grotte turistiche a causa delle alterazioni estetiche, fisiche e chimiche che inducono sui substrati colonizzati.
La ricerca condotta sulle Grotte di Pertosa-Auletta (Salerno, Italia) ha fornito nuovi dati sulla fisiologia di questi biofilm e sull’efficacia dei metodi di controllo più utilizzati, offrendo indicazioni preziose per una gestione sostenibile del turismo speleologico.
Caratterizzazione fisiologica della lampenflora
Le analisi di riflettanza condotte sui biofilm delle Grotte di Pertosa-Auletta hanno rivelato una capacità insolita di assorbire la totalità°° dello spettro della luce visibile (400-700 nm), riflettendo solo la radiazione nel vicino infrarosso (700-800 nm). Questo comportamento differisce da quello delle comuni comunità fotosintetiche e suggerisce la produzione di pigmenti accessori secondari e l’adozione di regimi metabolici mixotrofi o eterotrofi.
La misurazione della fluorescenza della clorofilla (Fv/Fm) ha mostrato valori compresi tra 0,62 e 0,72, indicativi di una buona attività fotosintetica anche in condizioni di scarsa radiazione fotosinteticamente attiva (PAR da 1,85 a 4,01 ?mol m?2 s?1). Le osservazioni al microscopio elettronico a emissione di campo (FE-SEM) hanno evidenziato la presenza di filamenti di cianobatteri, alghe verdi e diatomee intrecciati con granuli minerali del substrato.
La matrice del biofilm promuove processi di corrosione della roccia attraverso la secrezione di acidi organici e favorisce la precipitazione di minerali secondari, come bastoncelli di calcite e depositi di moonmilk. Questi processi di biodeterioramento causano alterazioni irreversibili sulle superfici colonizzate, compromettendo il valore estetico e scientifico delle formazioni speleologiche.
Composizione tassonomica delle comunità
Le analisi di sequenziamento genetico (NGS) dei geni 16S e 18S rRNA hanno identificato i cianobatteri come il phylum più abbondante tra i procarioti, con la specie Brasilonema angustatum come dominante. Tra gli eucarioti, il phylum Streptophyta è risultato prevalente, rappresentato esclusivamente dalla specie di muschio Ephemerum spinulosum.
In alcune aree più profonde della grotta, è stata rilevata una predominanza di Chlorophyta, con la specie Pseudostichococcus monallantoides, un’alga verde marina tollerante alla salinità°° e alla disidratazione. La presenza di questa specie, insolita in ambienti sotterranei, potrebbe essere correlata alla pressione antropica derivante dalle attività turistiche.
La diversità°° microbica della lampenflora risulta complessivamente bassa secondo gli indici di Shannon e Simpson, con una maggiore biodiversità°° nelle aree più vicine all’ingresso della grotta, probabilmente a causa della maggiore influenza delle condizioni atmosferiche esterne.
Efficacia dei trattamenti chimici
Lo studio ha confrontato l’efficacia di tre metodi di controllo della lampenflora ampiamente utilizzati: ipoclorito di sodio (NaClO, candeggina commerciale), perossido di idrogeno (H2O2) e irradiazione con luce UVC. Otto aree di 50×°50 cm colonizzate da lampenflora sono state trattate una volta al mese con questi metodi, mentre due aree non trattate sono state utilizzate come controllo.
Il trattamento con NaClO ha dimostrato una notevole efficacia nella disinfezione delle superfici colonizzate, con effetti duraturi nel tempo. Dopo il trattamento, le misurazioni di fluorescenza della clorofilla sono scese a zero, indicando la cessazione dell’attività°° biologica.
Al contrario, le superfici trattate con H2O2 hanno mostrato un rapido recupero dei biofilm già dopo tre mesi dal trattamento, specialmente dopo il periodo di chiusura forzata dovuto alla pandemia Covid-19. Questo suggerisce che il perossido di idrogeno non elimina completamente la biomassa morta, favorendo il recupero del biofilm e la colonizzazione da parte di microrganismi opportunisti.
Limiti dei trattamenti e resistenza microbica
Entrambi i trattamenti chimici si sono dimostrati efficaci nell’eliminazione dei fotoautotrofi, ma hanno mostrato limiti significativi contro altri gruppi microbici. I phyla batterici Proteobacteria e Bacteroidetes sono risultati resistenti a entrambi i trattamenti, persistendo sulle superfici trattate.
Tra gli eucarioti, i phyla Apicomplexa e Cercozoa hanno mostrato resistenza ai trattamenti chimici, con una presenza residua rilevata dopo le applicazioni di H2O2 e NaClO. Il trattamento con H2O2 ha mostrato una maggiore efficacia rispetto al NaClO nell’eliminazione del phylum Streptophyta, ma entrambi i metodi hanno lasciato gruppi non classificati e altri taxa resistenti.
L’irradiazione con lampade UVC germicide, proposta come metodo “green” per non produrre sottoprodotti di reazione, non ha mostrato alcun effetto significativo sui biofilm con i protocolli utilizzati nello studio sperimentale. Le superfici trattate con UVC hanno mostrato una tendenza simile alle aree di controllo non trattate.
Implicazioni per la gestione delle grotte turistiche
I risultati dello studio evidenziano la necessità di approcci integrati per il controllo della lampenflora nelle grotte turistiche. La candeggina commerciale rimane il metodo più efficace ed economico, nonostante i potenziali impatti negativi sull’ecosistema ipogeo. L’uso di H2O2, pur essendo meno aggressivo, richiede applicazioni più frequenti a causa del rapido recupero dei biofilm.
La ricerca suggerisce che intervenire sulle lunghezze d’onda della luce per controllare la crescita della lampenflora potrebbe essere inefficace, data la capacità di questi biofilm di adattarsi a diverse condizioni di illuminazione e di adottare regimi metabolici alternativi. Aumentare la distanza tra le fonti luminose e le superfici rocciose, ridurre la durata e l’intensità°° dell’illuminazione, e utilizzare lunghezze d’onda appropriate (come la luce gialla a circa 580 nm) potrebbero contribuire a inibire la crescita della lampenflora.
La gestione sostenibile delle grotte turistiche dovrebbe concentrarsi sulla rimozione attiva dei biofilm fotosintetici piuttosto che su strategie basate sulla regolazione delle visite o sui periodi di chiusura, che si sono dimostrati inefficaci nel ridurre la concentrazione di lampenflora.
Aggiornamenti e ricerche recenti
Studi successivi hanno confermato e ampliato i risultati ottenuti sulle Grotte di Pertosa-Auletta. Una ricerca pubblicata su Scientific Reports nel 2024 ha approfondito la caratterizzazione multidisciplinare della lampenflora, confermando la capacità di assorbimento totale dello spettro visibile e la presenza di processi di deterioramento sia distruttivi che costruttivi.
Un’analisi comparativa pubblicata su Biofouling nel 2023 ha valutato gli effetti di tre trattamenti contrastanti sia sulla comunità di lampenflora che sulla superficie rocciosa sottostante. Lo studio ha confermato che il NaClO mostra una buona capacità di disinfezione su periodi prolungati senza causare deterioramento apprezzabile della roccia, mentre il trattamento con H2O2 si è dimostrato corrosivo per le superfici rocciose coperte da depositi di vermicolazioni.
Ricerche condotte in altre grotte turistiche, come la Grotta di Ravništarka in Serbia, hanno documentato lo sviluppo di lampenflora distinta e diversificata in prossimità°° delle luci artificiali, confermando la natura globale di questo problema per le grotte turistiche. Uno studio del 2025 su biofilm subaerei in grotte della Spagna settentrionale ha isolato 58 ceppi di cianobatteri, 24 alghe verdi e 41 funghi, evidenziando la specializzazione delle comunità cianobatteriche negli ambienti ipogei.
Prospettive future per la conservazione
La comprensione approfondita della fisiologia e della tassonomia della lampenflora rappresenta un prerequisito fondamentale per sviluppare strategie di controllo efficaci e sostenibili. Le indagini future, focalizzate sulla definizione del profilo metagenomico della lampenflora, cercheranno di chiarire le funzioni specifiche della comunità e le interazioni tra gli organismi che la compongono.
L’integrazione di approcci cultura-dipendenti e cultura-indipendenti permetterà°° una caratterizzazione più approfondita dei ceppi viventi, contribuendo ad aggiornare i sistemi di classificazione basati su livelli comunitari. La disponibilità di isolati coltivati fornisce la base per generare dati morfologici e condurre confronti di sequenze di DNA con ceppi autentici o ceppi tipo.
La gestione delle grotte turistiche dovrà bilanciare le esigenze di fruizione turistica con la conservazione degli ecosistemi ipogei, adottando protocolli standardizzati per il monitoraggio e il controllo della lampenflora che tengano conto delle specificità°° di ciascun sito.
Fonti
Atti del XXIII Congresso Nazionale di Speleologia “La melodia delle grotte”, Ormea (CN), 2-5 giugno 2022, Memorie dell’Istituto Italiano di Speleologia, serie II, vol. 42, 2022.
URL: https://www.congressospeleo2020.it/wp-content/uploads/2023/11/ormea2.pdf
- Addesso R., Baldantoni D., De Waele J., Miller A.Z. (2024). “Unveiling the menace of lampenflora to underground tourist environments”. Scientific Reports, 14: 20789. https://www.nature.com/articles/s41598-024-66383-5
- Jung P., Briegel-Williams L., Nürnberg D.J., et al. (2025). “A glimpse into darkness: Diversity of culturable cyanobacteria, green algae and fungi from subaerial cave biofilms”. Journal of Phycology, 61(6): 1699-1717. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC12718444/
- Addesso R., Baldantoni D., Cubero B., et al. (2023). “A multidisciplinary approach to the comparison of three contrasting treatments on both lampenflora community and underlying rock surface”. Biofouling, 39(2). https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/08927014.2023.2202314
- Popovi? S., Jakovljevi? K., ?etkovi? H., et al. (2025). “Life Under Artificial Light in a Unique Habitat: Exploring Lampenflora in Ravništarka Cave, Serbia”. Geomicrobiology Journal. https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/01490451.2025.2524543
- Mulec J. (2019). “Lampenflora”. In: White W.B., Culver D.C., Pipan T. (eds.), Encyclopedia of Caves, Elsevier, 635-641.
- Baquedano Esté°°vez C., Moreno Merino L., de la Losa Romá°°n A., Durá°°n Valsero J.J. (2019). “The lampenflora in show caves and its treatment: an emerging ecological problem”. International Journal of Speleology, 48(3): 249-277.
- Scheduling Closure Periods Is Not an Effective Management Strategy to Reduce Lampenflora in Show Caves. IRIS – University of Catania. https://www.iris.unict.it/handle/20.500.11769/686242
- Tomczyk-?ak K., Zielenkiewicz U. (2015). “Microbial Diversity in Caves”. Geomicrobiology Journal, 33: 1-20.