L'aumento della temperatura dell'acqua è responsabile dell'accumulo di una sostanza chimica chiamata nitrito negli ambienti marini di tutto il mondo, un sintomo di cambiamenti più ampi nei normali percorsi biochimici oceanici che potrebbero alla fine interrompere le reti trofiche oceaniche, secondo una nuova ricerca dell'Università della Georgia.

Il nitrito viene prodotto quando i microrganismi consumano ammonio nei prodotti di scarto dei fertilizzanti, acque reflue trattate e rifiuti animali. Troppi nitriti possono alterare i tipi e le quantità di piante unicellulari che vivono in ambienti marini, potenzialmente influenzare gli animali che si nutrono di loro, disse James Hollibaugh, coautore dello studio pubblicato di recente in Scienze e tecnologie ambientali . Potrebbe anche portare a fioriture di alghe tossiche e creare zone morte dove nessun pesce o animale può vivere.

"L'aumento delle temperature oceaniche sta cambiando il modo in cui gli ecosistemi costieri, e probabilmente gli ecosistemi terrestri, anche—processare l'azoto, "disse Holibaugh, Illustre professore di ricerca di scienze marine presso il Franklin College of Arts and Sciences dell'UGA. "Gran parte del ciclo globale dell'azoto si svolge nella zona costiera".

Hollibaugh e la ricercatrice Sylvia Schaefer hanno scoperto picchi di mezza estate nelle concentrazioni di nitrito insieme a un massiccio aumento del numero dei microrganismi che lo producono nelle acque costiere al largo dell'isola di Sapelo, Georgia, nei dati raccolti nel corso di otto anni. Sebbene la maggior parte dei ricercatori ritenga che l'accumulo di nitriti sia una conseguenza della carenza di ossigeno in un ambiente marino, Hollibaugh e Schaefer pensavano che fosse qualcos'altro a guidare l'accumulo.

"Il paradigma insegnato quando ero a scuola era che l'ipossia, o mancanza di ossigeno, provoca accumulo di nitriti, "Hollibaugh ha detto. "Ma la costa della Georgia non va ipossica. Semplicemente non andava bene".

Dopo aver eseguito esperimenti di laboratorio che hanno esposto gli organismi unicellulari noti come Thaumarchaea a diverse temperature dell'acqua, i ricercatori hanno scoperto che le temperature più elevate hanno spinto i microrganismi a produrre più nitrito.

"I microrganismi coinvolti in questo processo sono molto tolleranti a bassi livelli di ossigeno, Schaefer ha detto. "In genere, due gruppi di microrganismi lavorano in stretto concerto l'uno con l'altro per convertire l'ammonio in nitrato in modo che tu non veda affatto il nitrito accumularsi, ma abbiamo scoperto che l'attività di questi due gruppi è stata disaccoppiata a causa dell'aumento della temperatura dell'acqua".

Per vedere se lo schema reggeva oltre l'isola, Schaefer e Hollibaugh hanno analizzato i dati di monitoraggio ambientale da 270 località negli Stati Uniti, Francia e Bermuda, infine affermando la relazione tra temperature più elevate e accumulo di nitriti.

Questa dipendenza dalla temperatura non è stata apprezzata dalla comunità di ricerca fino ad ora, e può avere conseguenze diffuse anche al di là della gestione della qualità delle acque costiere, ha detto Holibaugh.

"Lo stesso processo, anche se non l'abbiamo guardato in modo specifico, avviene per quanto riguarda la concimazione del suolo per scopi agricoli, " Ha detto. "Influisce sugli agricoltori e sul loro uso efficiente del fertilizzante - quando dovrebbero applicarlo e in che forma dovrebbe essere - e alla fine gran parte di quel fertilizzante finirà nei corsi d'acqua, che può portare a fioriture algali che soffocano altre specie".

L'accumulo di nitriti può anche comportare una maggiore produzione di protossido di azoto, un potente gas serra che ha più di un effetto sui cambiamenti climatici per molecola rispetto all'anidride carbonica, ha detto Holibaugh. Quella produzione di protossido di azoto aumenta ulteriormente le temperature globali, causando più accumulo di nitriti e creando un ciclo di feedback positivo.

"Se vivi in ​​una palude e guardi l'acqua, probabilmente non te ne accorgerai, ma se ti piacciono i crostacei, piace pescare, come gli sport acquatici ricreativi, allora questi risultati contano, "Hollibaugh ha detto. "Le informazioni ottenute dai programmi di monitoraggio, come quelli che abbiamo usato per analizzare i dati di temperatura e nitriti in tutto il paese e in altri paesi, può essere utilizzato non solo per prevedere cosa accadrà lungo la strada e le conseguenze a lungo termine delle decisioni di gestione, ma anche per trovare potenziali soluzioni al problema. I dati raccolti da questi programmi sono importanti per una saggia gestione delle nostre risorse".