E pensare che era tutto a posto lì nel suo garage. Un carico di scatole prelevate dalla casa del biologo Dale Straughan ha prodotto un vero e proprio tesoro per i ricercatori dell'UC Santa Barbara che studiano l'impatto dei cambiamenti climatici sulla biodiversità costiera in California.

A Jenifer Dugan, un biologo ricercatore presso il Marine Science Institute (MSI) dell'UCSB, Nicholas Schooler, un dottorato di ricerca studente nel programma di laurea interdipartimentale in scienze marine dell'UCSB, e David Hubbard, un ecologista al MSI, Le note di campo e i dati di Straughan sulle spiagge della California erano oro scientifico. A partire dal 2009, il team dell'UCSB ha lavorato a stretto contatto con Straughan per confrontare i risultati attuali con i suoi set di dati originali. Hanno riesaminato un sottoinsieme delle oltre 60 spiagge della California da Morro Bay a San Diego che Straughan e i suoi colleghi avevano esaminato in più date dal 1969 al 1980.

Poiché il clima della Terra è cambiato radicalmente da allora, i ricercatori hanno cercato di determinare se e come la biodiversità fosse diminuita e di esplorare i processi responsabili. I loro risultati appaiono sulla rivista Ecologia ed Evoluzione .

"Gli ecosistemi costieri possono essere indicatori preziosi delle risposte della biodiversità agli impatti antropici e ai cambiamenti climatici, " ha detto il co-autore Dugan. "Abbiamo usato questo set di dati unico da estese indagini intertidali per valutare il cambiamento multidecennale nella biodiversità degli importanti e diffusi ecosistemi costieri delle spiagge sabbiose".

Il coautore Straughan ha condotto le indagini originali per il Bureau of Land Management degli Stati Uniti in seguito alla fuoriuscita di petrolio del 1969 nel Canale di Santa Barbara. Al tempo, era basata presso la Fondazione Allan Hancock della University of Southern California. Uno dei siti che ha esaminato più di 33 volte si trovava a Isla Vista, vicino al campus della University of California.

La valutazione degli impatti sulla biodiversità richiede confronti ecologicamente informati su intervalli di tempo sufficienti. Una sfida per il team dell'UCSB è stata calibrare diversi metodi di campionamento di diversi decenni. Hanno sviluppato un nuovo approccio di estrapolazione per affrontare le lacune nei dati che sono comuni in tali insiemi di dati a lungo termine regolando la ricchezza delle specie per lo stile di campionamento in vari periodi di tempo. Questo approccio potrebbe essere utile per affrontare questioni simili per altri ecosistemi poco studiati.

I ricercatori hanno valutato i cambiamenti della biodiversità intertidale nel tempo, utilizzando i risultati di Straughan e quelli dei loro recenti sondaggi su 13 dei suoi siti di spiagge sabbiose, compreso quello di Isla Vista. Le loro analisi hanno rivelato grandi aumenti o diminuzioni della ricchezza di specie in alcune spiagge, mentre in altri i cambiamenti erano molto piccoli o non rilevabili.

"Il nostro confronto pluridecennale delle spiagge suggerisce che i processi locali hanno esercitato un'influenza più forte sulla biodiversità intertidale rispetto ai fattori regionali, " Ha detto Dugan. "Intensa manipolazione su scala locale, in altre parole, pratiche di gestione, hanno reso difficili da rilevare tendenze o gradienti più ampi nella biodiversità".

Scavando più a fondo, gli scienziati hanno scoperto che le specie della spiaggia superiore sono state colpite in modo sproporzionato rispetto al resto degli animali della spiaggia intertidale. Però, hanno anche trovato una sorpresa positiva per questo gruppo altamente vulnerabile. Due spiagge hanno mostrato incrementi di ricchezza, probabilmente a causa del fatto che l'uso dei veicoli fuoristrada era stato vietato per almeno 15 anni. In quei due siti, le specie della spiaggia superiore hanno mostrato un promettente livello di recupero dopo molti anni di protezione dagli impatti della spiaggia.

Un altro risultato inaspettato è stata una ricchezza di specie costantemente bassa su spiagge fortemente urbanizzate che sono state curate, rastrellate meccanicamente per rimuovere le alghe, per decenni. Secondo l'autore principale Schooler, gli impatti durevoli per la comunità totale sono persistiti nel tempo in questi siti, ma le specie della spiaggia superiore hanno continuato a diminuire.

"Il nostro sito sulla spiaggia a Isla Vista è un buon esempio di ciò che riserva il futuro mentre il livello del mare si alza contro un confine resistente di scogliere naturali o armature costiere artificiali ed edifici come quelli lungo i tratti urbanizzati della costa, " Schooler ha spiegato. "Stiamo perdendo animali intertidali ecologicamente importanti, come saltatori da spiaggia e insetti, dalla zona della spiaggia superiore, e questo è probabile che accada a sempre più spiagge della California meridionale con l'innalzamento del livello del mare".

Il sito sulla spiaggia di Isla Vista, sostenuto da una scogliera, ha avuto la più alta percentuale di perdita di habitat di tutte le spiagge intervistate dal team dell'UCSB. Tali spiagge sperimentano un fenomeno chiamato compressione costiera perché non hanno spazio per spostarsi nell'entroterra. "Abbiamo visto un restringimento della spiaggia e un cambiamento nella dimensione dei sedimenti che è stato associato a un declino dell'intera comunità, in particolare negli animali della spiaggia superiore, " ha detto Scolaro.

Spiagge circondate da dune, come quello della Coal Oil Point Reserve a meno di un miglio a ovest del campus della UCSB, hanno spazio per spostarsi nell'entroterra e si prevede che siano più resistenti al cambiamento del livello del mare. Ma, Dugan ha notato, su spiagge con fondali rocciosi e quelle con dighe o rivestimenti artificiali, le prime specie a scomparire sono quelle che si nutrono di alghe e vivono nella sabbia umida e secca della zona superiore della spiaggia.

"Circa il 45% della biodiversità delle spiagge della California meridionale appartiene a specie specializzate sulla spiaggia superiore, " ha detto. "Svolgono un ruolo molto importante nell'ecosistema costiero fornendo cibo per la fauna selvatica, come il fratino occidentale e altri uccelli limicoli, abbattendo il relitto di alghe che lava a terra e promuovendo il riciclaggio dei nutrienti che quindi è potenzialmente disponibile per l'erba e le alghe del surf vicino alla costa.

"Su una nota più ottimistica, la nostra ricerca suggerisce che esistono opportunità per il recupero dell'ecosistema dagli impatti umani se cambiamo il modo in cui vengono gestite alcune delle nostre spiagge, " ha aggiunto Dugan.