Quando il professore della Brown University Jon Witman è tornato quest'anno in una piccola macchia di corallo al largo delle isole Galápagos che aveva segnato per la prima volta per lo studio nel 2000, non vedeva praticamente nulla, e questo gli diceva molto. Un ecosistema sottomarino che era stato brulicante di vita diversificata 16 anni fa era ora una zona sterile, un'apparente vittima dei sistemi meteorologici di El Niño sempre più forti in mezzo al cambiamento climatico globale.

"El Niño 2015-16 è stato eccezionalmente forte, " Ha detto Witman. "I climatologi prevedono che la frequenza di forti El Niños aumenterà con il cambiamento climatico".

Quest'anno, con il finanziamento della National Science Foundation, Witman ha fatto diverse spedizioni con studenti laureati e universitari per assistere agli effetti dell'ultimo El Niño. A gennaio si recò alle Galápagos, marzo e ancora la scorsa estate, ed è di nuovo lì ora fino a febbraio in anno sabbatico. Ha celebrato il Ringraziamento con lo studente laureato Robert Lamb e i colleghi della Charles Darwin Research Station con un pasto festivo a base di tonno ahi, pane di mais, zuppa di zucca e patate dolci al forno.

È stato un anno impegnativo.

"Durante lo scorso anno di lavoro sul campo alle Galápagos, ci sono state così tante sorprese che difficilmente siamo riusciti a tenere il passo con tutti gli effetti del forte El Niño, " ha detto Witman.

Tra l'acqua più calda all'inizio dell'anno, Per esempio, Lamb ha scoperto l'insorgere di una malattia che provoca la perdita della pelle nei pesci di barriera che studia.

"Siamo rimasti sorpresi di scoprire che questa nuova malattia della fauna selvatica dilaga in almeno 20 specie diverse, "Ha detto Lamb. "Tali focolai di malattie sono una delle manifestazioni meno comprese ma potenzialmente devastanti del cambiamento climatico".

La malattia è diminuita nel corso dell'anno quando il frigorifero La Niña ha preso il posto di El Niño. Ma altri cambiamenti associati all'acqua calda erano evidenti, anche:pascolo sfrenato di alghe da parte dei ricci di mare, Per esempio, e la minacciosa comparsa di stuoie di cianobatteri.

"I cianobatteri sono una specie che non abbiamo visto in questi siti per tutto il tempo in cui abbiamo lavorato lì, " disse Fiona Beltram, un giovane marrone di Glocester, R.I., che è stato un membro del laboratorio Witman per due anni. "Sono interessato a determinare se la copertura dei cianobatteri porta allo sbiancamento nelle alghe coralline, che sono importanti specie di fondazione sulle barriere coralline delle Galápagos."

Tra le responsabilità assegnate a Beltram, che si è unito alla squadra alle Galápagos quest'estate, era quello di avviare esperimenti per studiare i cianobatteri. Ha anche aiutato a misurare cosa sta succedendo in circa due dozzine di aree specifiche, o "transetti, "che Witman monitora da anni.

"Sono stato davvero appassionato di scienze marine sin da quando ero bambino, quindi è stato incredibilmente eccitante viaggiare laggiù e contribuire attivamente al lavoro sul campo, "Beltram ha detto. "E 'anche solo un bel posto, soprattutto sott'acqua."

Un ciclo fuori equilibrio

La domanda, anche se, è se quel bel posto durerà. Negli anni, Witman ha detto, il ciclo El Niño - La Niña ha prodotto uno schema che sembra alternativamente distruggere, ma altre volte riscattare la straordinaria biodiversità dell'ecosistema subtidale.

"I coralli sbiancano e talvolta muoiono durante l'estrema variabilità della temperatura dovuta alle alte temperature durante El Niño e alle basse temperature della successiva La Niña, " ha detto. "Ma poiché La Niña porta acqua più produttiva, i cirripedi si riproducono e si depositano sui coralli stressati e su tutto il fondo."

Che deteriora ulteriormente i coralli, ma i cirripedi servono da cibo per molte altre specie, promuovere un rimbalzo nella vita sottomarina. Ma più Witman e il suo team si immergono, in senso letterale e figurato, più vedono che la tendenza a lungo termine è preoccupante.

"Con El Niños continuato, l'ecosistema subtidale delle Galápagos potrebbe spostarsi verso un sistema con più cirripedi e i loro predatori e meno coralli, " ha detto. "Sono preoccupato, però, che questo potrebbe essere un sistema di diversità inferiore, il che potrebbe renderlo meno resistente ai futuri shock climatici".

chi mangia chi?

Almeno per ora, le reti trofiche della zona rimangono piene di personaggi, tutti hanno un ruolo da studiare. Lamb e Witman hanno trascorso novembre a formulare esperimenti per testare ipotesi su quali specie pascolano sulle alghe e in che quantità. Hanno schierato gabbie che escludono selettivamente pesci erbivori o ricci di mare, i due principali gruppi di erbivori in questo ecosistema.

"Vogliamo capire i ruoli ecologici individuali e combinati di questi due importanti gruppi, " Agnello ha detto. "A causa delle loro diverse storie di vita e strategie di alimentazione, possono essere molto diversi nel modo in cui rispondono ai cambiamenti nell'ambiente come l'aumento della turbolenza delle onde dalle tempeste generate durante El Niño".

Poiché le alghe costituiscono la base di gran parte della produttività di un ecosistema, le risposte a queste domande hanno profonde implicazioni. Un consumo eccessivo di alghe può minare l'approvvigionamento alimentare di altre specie e ridurre la biodiversità.

Le reti trofiche si svolgono in modi complicati, Witman ha trovato, mentre le specie combattono per sopravvivere. Come ha fatto per Darwin, le Galápagos offrono ancora molte nuove lezioni su come funziona la natura:il ruolo fondamentale del pesce balestra, Per esempio.

"La nostra ricerca ha scoperto che i pesci balestra sono predatori chiave di volta, " Ha detto Witman. "Predano pesantemente i ricci di mare e di conseguenza aumentano la produttività dell'ecosistema marino rilasciando alghe dal consumo da parte dei ricci di mare. I ricci di mare sono come tosaerba subacquei che falciano le alghe che vivono sul fondo; tutto ciò che modifica il loro consumo di alghe ha un effetto drammatico sulla produttività. Abbiamo scoperto che il pesce balestra spagnolo rallenta il tasso di predazione del pesce balestra sui ricci di mare cercando di togliere il riccio dalla bocca del pesce balestra".

Intorno al mondo

Come Witman e i suoi studenti, nel corso degli anni ha formato nove studenti universitari, sei studenti di dottorato e tre studiosi post-dottorato nelle sole Galápagos, continuano a ricostruire come la vita subtidale sta cambiando con il clima nelle isole, sta anche lavorando a livello globale. Ha fatto un viaggio laterale all'inizio di dicembre, Per esempio, per controllare un altro dei suoi punti abituali:le barriere coralline vicino all'Isola di Pasqua, lontano dalla costa del Cile.

Quando è a casa nel New England, Witman si trova spesso nel Golfo del Maine a Cashes Ledge, la più grande e profonda foresta di alghe offshore nel Nord Atlantico. Là, pure, il cambiamento climatico può minacciare la biodiversità.

"Stiamo studiando la resilienza della foresta di alghe al riscaldamento, poiché è una specie ecologicamente importante, e anche cercando di ottenere una protezione permanente per le spettacolari comunità marine su Cashes Ledge come monumento nazionale marino degli Stati Uniti, " ha detto Witman.

Lamb sta lavorando contemporaneamente per mostrare come le foreste di alghe uniche su Cashes Ledge ospitano alcune delle popolazioni più sane di merluzzo e merluzzo nel Golfo del Maine meridionale.

Sia nelle calde acque del Pacifico meridionale o nel molto più freddo Nord Atlantico, l'obiettivo è capire come funzionano gli ecosistemi oceanici in modo che le persone possano aiutarli a prosperare piuttosto che minacciare la loro sopravvivenza.

"La sana gestione degli oceani richiede la comprensione dei ruoli che le specie chiave e la biodiversità svolgono nel funzionamento degli ecosistemi, " disse Witman. "E, Certo, come questo viene alterato dal disturbo umano."