Il plancton si sposta ai poli

L'oceano è pieno di creature microscopiche galleggianti; questa comunità, nota come plancton, fornisce importanti servizi all'ecosistema, per quanto minuscoli possano essere alcuni dei suoi organismi. Ad esempio, il plancton vegetale (fitoplancton) fissa il carbonio sotto forma di CO₂ e quindi del ciclo del carbonio marino. Il fitoplancton alimenta anche lo zooplancton, che a sua volta serve da cibo per pesci e mammiferi marini, tra cui la gigantesca balena blu.

I ricercatori si aspettano grandi cambiamenti nella distribuzione del plancton a seguito dei cambiamenti climatici e del conseguente riscaldamento degli oceani. Tuttavia, finora non ci sono stati quasi studi su quali specie di plancton potrebbero essere presenti in futuro.

Un team di ricerca guidato dal ricercatore post-dottorando Fabio Benedetti e dalla scienziata senior Meike Vogt del gruppo di Nicolas Gruber dell'ETH di Zurigo sta ora colmando questa lacuna. Allo studio hanno partecipato anche ricercatori dell'Istituto federale di ricerca per la foresta, la neve e il paesaggio (WSL).

Il team del progetto ha compilato un nuovo set di dati globali per creare mappe di distribuzione di Chi siamo, 860 specie di fito e zooplancton. Le mappe si basano su vari metodi statistici e modelli climatici. In un'ulteriore fase, hanno sovrapposto queste mappe per scoprire come potrebbero essere le comunità di plancton in futuro e dove si potrebbero formare. Lo studio è stato recentemente pubblicato sulla rivista scientifica Nature Communications.

Il riscaldamento promuove la diversità

Nello studio, Benedetti e i suoi colleghi sottolineano che In principio, la diversità sia del fitoplancton che dello zooplancton aumenterà in molte regioni marine in futuro, perché le acque più calde sono generalmente favorevoli a una maggiore diversità.

Tuttavia, se le temperature sono molto elevate, cioè superiori a 25 °Celsius, il fitoplancton e lo zooplancton reagiscono in modo diverso al riscaldamento: La diversità del fitoplancton continua ad aumentare, mentre quella dello zooplancton diminuisce. Questo porta a una diminuzione della diversità dello zooplancton ai tropici.

Creazione di nuove comunità di specie

Le specie di plancton provenienti dai tropici e dai subtropici si diffonderanno verso i poli e sostituiranno le specie adattate alle acque fredde. Ciò darà origine a numerose nuove comunità di specie mai esistite prima. Si riuniranno specie che attualmente non si trovano nello stesso habitat e le cui relazioni reciproche non sono armonizzate.

I ricercatori si aspettano i maggiori cambiamenti negli oceani di latitudine alta e temperata - proprio quelle regioni marine che sono responsabili della cattura di CO₂-Il plancton è fondamentale per la fissazione dei pesci e per la pesca.

"In superficie, il numero di specie in alcune regioni marine si svilupperà positivamente. Tuttavia, l'aumento della diversità potrebbe minacciare seriamente gli ecosistemi marini consolidati a latitudini più elevate e il loro funzionamento", sottolinea il primo autore Fabio Benedetti.

La distribuzione delle dimensioni sta cambiando

Gli ecosistemi marini delle alte e medie latitudini dipendono ancora da comunità di plancton povere di specie. La distribuzione dimensionale degli organismi del plancton ha anche un'importante influenza sulla qualità dei servizi ecosistemici.

Per chiarire se questi fattori cambiano quando cambiano le comunità di plancton e quindi le loro distribuzioni dimensionali, i ricercatori hanno simulato l'influenza dei cambiamenti climatici sulla struttura dimensionale di due importanti gruppi di plancton, le diatomee e i copepodi che formano conchiglie. Per questi gruppi sono disponibili dati sulle dimensioni delle singole specie.

Con queste simulazioni, gli scienziati hanno dimostrato che la qualità dell'habitat per gli organismi più piccoli migliorerà in futuro, ma diminuirà per le specie più grandi. Questo non cambierà solo le comunità di plancton, ma anche le proporzioni dimensionali. Gli organismi più piccoli diventeranno più comuni e più numerosi, soprattutto alle latitudini temperate e alte, mentre gli organismi più grandi diminuiranno.

La struttura dimensionale influenza i servizi ecologici

Secondo i ricercatori, ciò avrà un impatto sui servizi ecosistemici forniti dal plancton: Se la composizione del plancton e le sue frazioni dimensionali cambiano, ciò potrebbe avere un impatto negativo sull'intera piramide alimentare e quindi sui rendimenti della pesca.

Il plancton è anche un fattore importante nella fissazione del carbonio negli oceani. Parte del carbonio fissato dal plancton vegetale affonda in profondità e viene così sottratto agli scambi con l'atmosfera. Oggi, ad esempio, il fitoplancton che vive negli oceani artici è più grande di quello dei mari tropicali. Spesso sponsorizza conchiglie e le sue feci sono anche più grandi e pesanti. Di conseguenza, sia gli organismi morti che le loro feci affondano più velocemente e più in profondità prima che il carbonio in essi contenuto venga riconvertito in CO₂ è in fase di smantellamento.

La ricerca sulle emissioni di CO₂ A causa della densa stratificazione e della conseguente circolazione molto lenta delle profondità marine, il plancton rimane a lungo in profondità. Se le specie più piccole sostituiscono quelle più grandi, il trasferimento di carbonio alle profondità marine diminuisce.

Tuttavia, i ricercatori non sono in grado di dire esattamente quanto saranno grandi questi effetti. "Al momento, possiamo solo determinare quanto siano importanti certe regioni marine oggi in termini di vari servizi ecosistemici e se questi servizi cambieranno in futuro", spiega Benedetti.

Il cambiamento è in pieno svolgimento

I ricercatori osservano la distribuzione mutevole del plancton da diversi decenni. Il primo programma di monitoraggio sistematico, il Continuous Plankton Recorder (CPR), è iniziato nell'Atlantico settentrionale negli anni Trenta. Utilizzando i dati del CPR, altri ricercatori sono stati recentemente in grado di dimostrare che i copepodi più piccoli hanno spostato le specie più grandi nell'Atlantico settentrionale a partire dagli anni '50 a causa del riscaldamento globale. Questo ha anche causato la fissazione della CO dell'atmosfera.₂ nelle profondità marine.

Anche le meduse, come parte dello zooplancton, migrano verso nord. Nel 2005, ad esempio, masse di meduse tropicali sono state improvvisamente rilevate in Irlanda, distruggendo gli allevamenti di salmone lungo la costa. "Episodi come questo ci mostrano che gli spostamenti del plancton sono già in pieno svolgimento", afferma il coautore Meike Vogt.