La base della rete alimentare marina nell’Artico, il fitoplancton, risponde alle ondate di calore in modo molto diverso rispetto alle temperature costantemente elevate. Lo hanno scoperto i primi esperimenti mirati sull'argomento, condotti recentemente presso la stazione AWIPEV dell'Istituto Alfred Wegener. Il comportamento del fitoplancton dipende principalmente dalle fasi di raffreddamento successive o tra le ondate di calore, come mostrato in uno studio appena pubblicato sulla rivista Science Advances .
Le ondate di calore, che abbiamo visto sempre più spesso in tutto il mondo negli ultimi anni, stanno diventando sempre più comuni anche nell’Artico. Durante un’ondata di caldo, non solo l’aria ma anche l’oceano diventa più caldo:la temperatura è sostanzialmente più alta del valore medio stagionale per almeno cinque giorni consecutivi. Ma il modo in cui queste fluttuazioni di temperatura a breve termine influenzano gli organismi polari rimane in gran parte poco chiaro.
Per far luce su questo aspetto, un team guidato dalla Dott.ssa Klara Wolf (Università di Amburgo e Costanza) e dal Dott. Björn Rost dell’Istituto Alfred Wegener, Centro Helmholtz per la ricerca polare e marina (AWI) ha ora utilizzato esperimenti per studiare come le alghe unicellulari, il fitoplancton, hanno risposto a questi eventi estremi. Dato il ruolo del fitoplancton come base della rete alimentare marina, i suoi cambiamenti potrebbero avere risonanza in tutto l'ecosistema artico.
Negli esperimenti di incubazione presso la stazione AWIPEV alle Svalbard, i ricercatori hanno permesso alle comunità naturali di fitoplancton del vicino Kongsjorden di crescere per 20 giorni in varie condizioni:temperature normali e aumentate ma costanti (2° C, 6° C, 9° C).
Per fare un confronto, hanno sottoposto il fitoplancton a ripetute ondate di calore di varia intensità (6° C, 9° C), ciascuna della durata di cinque giorni con una fase di raffreddamento di tre giorni alla temperatura media stagionale (2° C) nel mezzo. Diversi tipi di campioni sono stati raccolti a intervalli definiti al fine di caratterizzare le risposte fisiologiche e qualsiasi potenziale cambiamento di specie.
"A temperature stabili, anche un aumento estremo di +7° C ha portato ad una crescita accelerata e ad una maggiore produttività, con cambiamenti sorprendentemente piccoli nella composizione delle specie, anche nell'arco di settimane", afferma Wolf riguardo ai risultati degli esperimenti.
"Al contrario, gli effetti delle ondate di calore sono considerevolmente più complessi e non seguono lo stesso schema. Ciò implica che la nostra conoscenza sugli aumenti costanti della temperatura non può essere facilmente applicata a queste fasi calde a breve termine, che normalmente durano solo pochi giorni". ."
Uno dei motivi della differenza è apparentemente che non solo l'esposizione all'aumento delle temperature ha un impatto notevole sulla produttività, ma anche e soprattutto le fasi di raffreddamento dopo o tra le ondate di caldo, e si sa molto poco su questi effetti.
"Stiamo appena iniziando ad acquisire una comprensione meccanicistica di come le ondate di calore possono avere un impatto sulle regioni polari", afferma il biologo dell'AWI Rost. "Il nostro studio rappresenta un primo passo importante e mostra quali aspetti delle ondate di calore e quali processi legati al fitoplancton dobbiamo esaminare più da vicino. Inoltre, il nostro studio mostra che ciò che sappiamo sui processi e sugli effetti delle temperature costantemente più elevate può non può essere semplicemente applicato individualmente."
In effetti, gli scenari che coinvolgono temperature fluttuanti possono produrre un'ampia gamma di effetti, motivo per cui prevederne le implicazioni è più complicato rispetto al riscaldamento continuo.
Di conseguenza, per sviluppare proiezioni e modelli migliori su come la produzione primaria e l’ecosistema artico cambieranno in risposta ai cambiamenti climatici, non sarà sufficiente studiare gli effetti delle temperature medie; gli effetti delle fluttuazioni di temperatura devono ricevere maggiore attenzione. Mentre il riscaldamento stabile fino a una certa temperatura aumenta la produttività, alcune ondate di calore possono diminuirla, mentre altre la aumentano.
Una migliore comprensione degli effetti delle temperature variabili, in particolare delle fasi di raffreddamento, è quindi essenziale per migliorare le previsioni sui potenziali cambiamenti della biodiversità. Le indagini sul fitoplancton sono quindi cruciali, poiché i cambiamenti alla base della rete alimentare possono avere un impatto su tutti i livelli trofici più alti, fino alla pesca.
Ulteriori informazioni: Klara Wolf, Le risposte alle ondate di calore delle comunità di fitoplancton artico sono guidate dagli impatti combinati di riscaldamento e raffreddamento, Progressi scientifici (2024). DOI:10.1126/sciadv.adl5904. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adl5904
Informazioni sul giornale: La scienza avanza
Fornito dall'Istituto Alfred Wegener
