Come si distribuisce il fitoplancton nel mondo

Il fitoplancton marino non solo è molto ricco di specie - ne esistono da 10.000 a 20.000 specie diverse in tutto il mondo - ma è anche estremamente importante per gli ecosistemi marini e per tutta la vita sul pianeta. Il plancton vegetale, ad esempio, produce più ossigeno di tutte le foreste pluviali messe insieme. ? anche la base stessa della catena alimentare marina.

Finora, tuttavia, gli scienziati sapevano poco sulla presenza geografica e stagionale della diversità del fitoplancton. Sebbene si conoscano molte specie, il momento e il luogo della loro presenza sono in gran parte inesplorati. Si tratta di una grave lacuna di conoscenza, soprattutto alla luce della perdita globale di biodiversità. All'inizio di maggio, il Consiglio Mondiale della Biodiversità ha dichiarato nel suo ultimo rapporto che un quarto di tutte le specie viventi sulla Terra sono minacciate di estinzione a causa delle attività umane e dei cambiamenti climatici. Tuttavia, molte specie importanti, soprattutto quelle delle creature marine più piccole, il plancton, non sono ancora state descritte, o lo sono solo in modo inadeguato.

Un team di ricerca all'ETH di Zurigo e all'Istituto federale di ricerca per la foresta, la neve e il paesaggio (WSL) ha ora colmato questa lacuna di conoscenza. In uno studio recentemente pubblicato sulla rivista scientifica pagina esternaProgressi scientifici hanno modellato la presenza spaziale e temporale di Chi siamo di 530 specie di fitoplancton. Circa 700.000 campioni di acqua provenienti da tutti gli oceani del mondo sono serviti come base per le mappe di distribuzione.

Mari tropicali ricchi di specie

? emerso che le acque dei tropici sono le più ricche di specie, in qualsiasi periodo dell'anno. La diversità del fitoplancton è particolarmente elevata nei mari dell'arcipelago indonesiano-australiano, in alcune parti dell'Oceano Indiano e nel Pacifico equatoriale. Nelle zone subtropicali, a partire dai 30 gradi di latitudine, la ricchezza di specie del fitoplancton diminuisce bruscamente e diventa minima intorno ai 55 gradi di latitudine. La diversità aumenta di nuovo leggermente verso i poli.

"Siamo rimasti sorpresi nel constatare una maggiore diversità ai poli su base mensile rispetto alle medie latitudini", afferma Damiano Righetti, primo autore dello studio. ? uno studente di dottorato sotto la guida del professor Nicolas Gruber dell'ETH e della scienziata senior Meike Vogt. "Questo perché la temperatura è normalmente il fattore decisivo che controlla la distribuzione delle specie e la ricchezza di specie".

La ricchezza di specie di solito diminuisce continuamente verso i poli ed è più bassa ai poli. Questo declino potrebbe essere guidato direttamente dalla temperatura. Secondo la teoria metabolica, le temperature più elevate accelerano il metabolismo, le mutazioni genetiche e la speciazione. Per questo motivo si prevede che i tropici siano più ricchi di biodiversità rispetto alle medie latitudini e alle regioni polari.

Sorprendentemente poche specie alle medie latitudini

Il fitoplancton non "aderisce" a questa teoria ovunque. A quanto pare, ci sono fattori diversi dalla temperatura che influenzano la diversità del plancton, dice Righetti. Uno di questi fattori potrebbe essere la presenza di forti correnti e turbolenze alle medie latitudini, ma meno nei mari polari o tropicali. "Le naturali fluttuazioni stagionali e la turbolenza dell'oceano potrebbero sopprimere lo sviluppo della diversità delle specie, anche se le temperature qui sono più alte rispetto ai mari polari", dice l'ecologista.

Righetti e colleghi hanno anche scoperto che la diversità del fitoplancton alle medie latitudini - a differenza dei tropici - varia notevolmente a seconda della stagione. Sebbene il numero di specie alle medie latitudini rimanga costante nel tempo, la composizione delle specie cambia nel corso dell'anno. "A differenza dei mari tropicali, c'è una grande dinamica temporale che non è stata quasi mai studiata".

Prelievo di campioni durante il passaggio di una nave

Per creare le mappe della distribuzione della diversità del fitoplancton, Righetti ha sviluppato un modello computerizzato insieme al professor Niklaus Zimmermann dell'ETH e ad altri colleghi del WSL. Il modello è stato alimentato con dati di osservazione e utilizzato per calcolare la presenza di una specie in un luogo, con una risoluzione temporale di un mese.

I dati di osservazione provengono da campioni d'acqua raccolti durante le crociere di ricerca e lungo le normali rotte di navigazione. Gli specialisti hanno poi determinato al microscopio le specie contenute nei campioni. Nel corso del tempo, ciò ha portato a un'enorme raccolta di dati di osservazione di diverse migliaia di specie.

Tuttavia, l'attività di raccolta non è distribuita uniformemente negli oceani del mondo e in molte regioni non copre tutte le stagioni. Grazie all'iniziativa di ricercatori britannici, l'Atlantico settentrionale è molto ben coperto, mentre gran parte degli altri oceani lo sono solo in minima parte. I ricercatori dell'ETH hanno compensato matematicamente questa distorsione nei loro modelli.

L'importanza di queste mappe di distribuzione non risiede solo nel fatto che sono le prime a coprire il fitoplancton. I modelli possono anche essere utilizzati per prevedere come la diversità del plancton vegetale potrebbe svilupparsi in condizioni climatiche mutevoli. Nel corso dei cambiamenti climatici, la distribuzione della vita marina potrebbe cambiare a causa dell'aumento della temperatura dell'acqua. "Questo potrebbe avere un grave impatto sull'intera catena alimentare marina", afferma Righetti.