È stato dimostrato che i cambiamenti stagionali nella turbolenza e nella disponibilità di nutrienti modellano le comunità microbiche nel Mar Rosso. "Gran parte dell'ecosistema marino si basa in definitiva su come vivono i microbi e cosa stanno facendo, " spiega il ricercatore John Pearman, che ha intrapreso lo studio. "Sapere come rispondono i microbi è importante per capire come funzionerà l'ecosistema".

Utilizzando un campionatore a rosetta CTD che combinava un flacone di campionamento con sensori per la temperatura e la conducibilità dell'acqua, i ricercatori del Saudi Aramco-KAUST Center for Marine Environmental Observations hanno misurato le condizioni dell'acqua e raccolto campioni per l'analisi delle comunità microbiche planctoniche in varie parti del Mar Rosso in diverse stagioni. Il sequenziamento dei geni rRNA di questi campioni ha fornito loro istantanee che tracciano come le comunità sono cambiate nel tempo.

Guidato dagli scienziati marini Susana Carvalho e Burton Jones, il team di ricerca ha scoperto nel complesso che la diversità era maggiore nel Mar Rosso meridionale e più bassa nella regione centrale. Però, le comunità variavano in tutte le regioni e stagionalmente sia nel nord che nel sud.

Il Mar Rosso meridionale ha avuto la diversità più bassa durante l'autunno, quando l'elevata disponibilità di nutrienti forniva energia sufficiente per la crescita del plancton più grande, mentre bassi livelli di turbolenza hanno ridotto al minimo le interazioni con i predatori. Di conseguenza, questi gruppi erano in grado di dominare le comunità, diluendo la loro ricchezza.

In primavera, livelli di turbolenza più elevati hanno reso più facile per lo zooplancton predatore trovare le loro prede e tenerle sotto controllo, aumentare la diversità delle comunità.

Nel Mar Rosso settentrionale, i livelli di nutrienti rimangono più bassi durante tutto l'anno, ma i cambiamenti stagionali nella turbolenza hanno alterato la composizione e la struttura delle comunità microbiche, anche se i cambiamenti sono stati minori rispetto al sud.

Questi risultati supportano un modello di 15 anni che collega la struttura della comunità a fattori fisici, come turbolenza e livelli di nutrienti. "Lo studio originale era basato su comunità di fitoplancton, ma siamo stati in grado di prendere di mira l'intera comunità microbica attraverso il sequenziamento e dimostrare che la teoria originale è applicabile all'intera comunità planctonica, "dice Pearman.

Nonostante il nuovo supporto, il modello rimane un work in progress, con i ricercatori che incorporano gli effetti di fattori aggiuntivi, come le correnti, non appena saranno disponibili nuovi dati.

"Molto è ancora sconosciuto sull'ambiente microbico marino, sebbene siano in realtà la base delle reti trofiche, ciclo chimico e fissazione del carbonio, " dice Pearman. "È estremamente importante sapere come la comunità microbica risponde alle differenze di temperatura, nutrienti e turbolenze soprattutto alla luce del cambiamento climatico o dell'arricchimento di nutrienti antropico dovuto allo sviluppo delle regioni costiere".

Il team prevede di continuare a perfezionare la propria comprensione studiando le comunità microbiche lungo l'asse latitudinale del Mar Rosso, lontano dalle influenze costiere, oltre a incorporare l'effetto della circolazione nei loro modelli.