Un ricercatore dell'UBCO sta utilizzando anni di dati raccolti per determinare come le comunità di barriere coralline virtuali risponderanno alle minacce, inclusi i cicloni e lo sbiancamento dei coralli. Credito:Jean-Philippe Maréchal.
Un ricercatore dell'UBC Okanagan ha sviluppato un modo per prevedere la salute futura delle barriere coralline del pianeta.
Lavorando con gli scienziati della Flinders' University australiana e la società di ricerca privata Nova Blue Environment, il dottorando in biologia Bruno Carturan ha studiato gli ecosistemi delle barriere coralline in via di estinzione del mondo.
"Le barriere coralline sono tra gli ecosistemi più diversificati della Terra e supportano i mezzi di sussistenza di oltre 500 milioni di persone, " dice Carturan. "Ma anche le barriere coralline sono in pericolo. Circa il 75% delle barriere coralline del mondo è minacciato dalla perdita di habitat, cambiamenti climatici e altri disturbi causati dall'uomo".
Carturano, chi studia la resilienza, biodiversità e sistemi complessi sotto i professori UBCO Lael Parrott e Jason Pither, afferma che quasi tutte le barriere coralline del mondo saranno pericolosamente colpite entro il 2050 se non verranno prese misure efficaci.
C'è speranza, però, poiché ha determinato un modo per esaminare le barriere coralline ed esplorare il motivo per cui alcuni ecosistemi della barriera corallina sembrano essere più resistenti di altri. Scoprire perché, lui dice, potrebbe aiutare ad arginare le perdite.
"In altri ecosistemi, comprese foreste e zone umide, esperimenti hanno dimostrato che la diversità è la chiave per la resilienza, " dice Carturan. "Con più specie, arriva una maggiore varietà di forme e funzioni, ciò che gli ecologi chiamano tratti. E con questo, c'è una maggiore probabilità che alcuni tratti particolari, o combinazione di tratti, aiutare l'ecosistema a resistere meglio e riprendersi dai disturbi".
L'importanza della diversità per la salute e la stabilità degli ecosistemi è stata ampiamente studiata da ecologisti, lui spiega. Mentre il consenso è che gli ecosistemi con più diversità sono più resilienti e funzionano meglio, l'ipotesi è stata raramente testata sperimentalmente con i coralli.
Le specie di corallo differiscono nel loro contributo alla complessità dell'habitat, e la loro risposta ai disturbi e la capacità di competere. Modellare la resilienza delle comunità coralline aiuterà gli ecologi a progettare strategie di gestione e ripristino della barriera corallina. Credito:Jean-Philippe Maréchal.
L'utilizzo di un esperimento per ricreare le condizioni che si trovano nelle vere barriere coralline è impegnativo per diversi motivi:uno è che la dimensione richiesta, i tempi e il numero di campioni e repliche diversi sono semplicemente ingestibili.
È qui che entra in gioco la modellazione di simulazione al computer.
"Tecnicamente chiamato 'modello basato su agenti', può essere pensato come un'arena sperimentale virtuale che ci consente di manipolare specie e diversi tipi di disturbi, e poi esaminare le loro diverse influenze sulla resilienza in modi che non sono fattibili nelle vere barriere coralline, " spiega Carturano.
Nella sua arena di simulazione, crescono singole colonie di coralli e alghe, competere tra loro, riprodursi e morire. E fanno tutto questo in modi realistici. Utilizzando modelli basati su agenti, con dati raccolti da molti ricercatori nel corso di decenni, gli scienziati possono manipolare la diversità iniziale dei coralli, compreso il loro numero e identità, e guarda come le comunità virtuali della barriera corallina rispondono alle minacce.
"Questo è fondamentale perché questi tratti sono gli elementi costitutivi che danno origine alla struttura e alla funzione dell'ecosistema. Ad esempio, i coralli si presentano in una varietà di forme, da sfere semplici a ramificazioni complesse, e questo influenza la varietà di specie di pesci che queste barriere coralline ospitano, e la loro suscettibilità a disturbi come cicloni e sbiancamento dei coralli".
Eseguendo simulazioni più e più volte, il modello può identificare combinazioni che possono fornire la massima resilienza. Ciò aiuterà gli ecologi a progettare strategie di gestione e ripristino della barriera corallina utilizzando le previsioni del modello, dice il ricercatore collaboratore di Flinders, il professor Corey Bradshaw.
"Modelli sofisticati come il nostro saranno utili per la gestione delle barriere coralline in tutto il mondo, " aggiunge Bradshaw. "Ad esempio, L'iconica Grande Barriera Corallina australiana è in gravi difficoltà a causa di specie invasive, sbiancamento di massa e pesca eccessiva causati dal cambiamento climatico”.
"Questo 'videogioco' corallo ad alta risoluzione ci consente di sbirciare nel futuro per prendere le migliori decisioni possibili ed evitare catastrofi".
