L'acidificazione degli oceani e la misura in cui le specie marine sono in grado di affrontare bassi livelli di pH nei mari della Terra, potrebbe avere un'influenza significativa sullo spostamento della distribuzione degli animali marini in risposta al riscaldamento climatico.

Questo è uno dei risultati di un nuovo studio di riferimento che ha adottato un primo approccio integrativo su scala globale all'argomento, riunire la genetica delle popolazioni, crescita, mineralogia delle conchiglie e dati metabolici per lumache marine trovate nel Nord Atlantico.

Pubblicato in questo mese Comunicazioni sulla natura , il rapporto, L'adattamento regionale definisce la sensibilità alla futura acidificazione degli oceani, rivela che le popolazioni ai margini settentrionali e meridionali della catena sono le più sensibili all'acidificazione degli oceani, e il meno probabile che sia in grado di affrontare implicazioni significative per la biogeografia e la diversità.

Scienziati dell'Università del Quebec a Rimouski (UQAR), Canada, l'Università di Plymouth, il laboratorio marino di Plymouth, e l'Università di Birmingham, ha lanciato il progetto nel 2010 con finanziamenti da una serie di fonti, compreso il programma di ricerca sull'acidificazione degli oceani del Regno Unito del Natural Environment Research Council.

Responsabile del progetto Dott. Piero Calosi, del Dipartimento di Biologia, Chimica e Geografia presso UQAR, ha affermato:"È ben stabilito che la risposta fisiologica di un organismo alla temperatura è un fattore determinante della distribuzione delle specie, che a sua volta può dettare la sensibilità delle popolazioni e delle specie al riscaldamento globale. In contrasto, si sa poco di come altri importanti fattori di cambiamento globale, come l'acidificazione degli oceani, contribuirà a modellare la distribuzione delle specie in futuro".

Il team ha campionato la pervinca comune Littorina littorea - una lumaca intertidale che ha un'ampia distribuzione latitudinale - da sei popolazioni che vivono lungo la costa europea dell'Atlantico settentrionale, compreso temperato caldo, regioni temperate fredde e subpolari.

I campioni sono stati trasportati al Centro di ricerca di biologia ed ecologia marina presso l'Università di Plymouth e tenuti in acquari contenenti acqua di mare che rappresenta i livelli attuali (pH 8,0), o pH basso previsto per l'anno 2100 (pH 7,6).

All'analisi, gli scienziati hanno scoperto una serie di impatti tra cui tassi notevolmente più elevati di dissoluzione del guscio e degradazione su tutti i campioni mantenuti in condizioni di pH basso, causati dalle condizioni corrosive dell'acqua. Ciò era particolarmente marcato nelle lumache della regione subpolare, che si sono adattati geneticamente alle acque più fredde.

Dove le popolazioni hanno mostrato chiare differenze era nelle loro risposte metaboliche a condizioni di pH basso. È stato scoperto che le lumache delle popolazioni temperate calde riducono il loro metabolismo come compromesso tra il mantenimento dei loro sistemi fisiologici e la loro capacità di crescere, limitando infine quest'ultimo. Le lumache delle popolazioni subpolari hanno mantenuto i loro tassi metabolici, ma hanno aumentato la quantità di energia che hanno messo nella mineralizzazione del guscio. E le lumache prese dalle acque temperate fredde erano in grado di aumentare il loro tasso metabolico, alimentando il mantenimento della loro crescita e dei loro sistemi fisiologici ad un livello migliore rispetto alle altre popolazioni.

Dottor Simon Rundle, dalla School of Biological and Marine Sciences dell'Università di Plymouth, ha detto:"Tali differenze latitudinali nelle 'strategie' metaboliche possono, in parte, aiutano a spiegare la ridotta crescita osservata verso i margini dell'intervallo. È stato dimostrato che l'esposizione all'acidificazione degli oceani provoca una riduzione del metabolismo energetico delle lumache, e tali riduzioni possono portare a una riallocazione del budget energetico lontano dalle funzioni fondamentali legate al fitness".

Professor Stephen Widdicombe, Responsabile scientifico in ecologia marina e biodiversità presso il Plymouth Marine Laboratory, disse:"Insieme, i risultati di questo studio suggeriscono che la sensibilità relativa delle diverse popolazioni di L. littorea alla futura acidificazione degli oceani può variare considerevolmente nel suo raggio geografico di estensione nell'Atlantico nord-orientale attraverso l'adattamento locale e regionale, con le popolazioni più vicine ai margini dell'intervallo che sono le più sensibili".

La dottoressa Lucy Millicent Turner, dell'Università di Plymouth, ha aggiunto:"Se l'acidificazione degli oceani si oppone a quelli sensibili, genotipi range-edge, potrebbe causare una riduzione dei livelli di diversità genetica che potrebbe avere conseguenze di vasta portata sulla capacità di queste popolazioni di rispondere e adattarsi ulteriormente ad altri fattori di stress locali e globali".

I risultati, dicono gli autori, dimostrare anche i rischi dell'utilizzo di studi su singole popolazioni quando si mira a prevedere le risposte delle specie e della comunità ai fattori ambientali globali.

"Attualmente potremmo sopravvalutare o sottostimare l'impatto dei diversi cambiamenti ambientali in diverse regioni climatiche, " conclude il dottor Calosi, "con ciò che ha importanti implicazioni per lo sviluppo di direttive e politiche per promuovere la conservazione della biodiversità marina nell'ambito del cambiamento globale in corso".