Una barriera corallina nella baia di Kaneohe, Hawaii, dove è stato condotto l'esperimento. Attestazione:Nyssa Silbiger
Uno studio pubblicato di recente da un team di ricercatori, alunni e studenti dell'Università delle Hawaii presso la Manoa School of Ocean and Earth Science and Technology (SOEST) hanno dimostrato che gli impatti locali degli esseri umani - l'inquinamento dei nutrienti dalle attività a terra - possono accelerare gli impatti negativi dell'acidificazione globale degli oceani sulle barriere coralline.
Le barriere coralline forniscono servizi ecosistemici critici, tra cui la sicurezza alimentare e la protezione delle coste, alle comunità costiere. Questi servizi dipendono in gran parte dalla struttura tridimensionale altamente complessa delle barriere coralline. Perché le barriere coralline prosperino, organismi calcificanti, come i coralli, deve costruire la barriera corallina più velocemente degli organismi bioerodenti e la dissoluzione naturale abbatte la barriera corallina.
"C'è una lunga storia nell'esaminare gli impatti dell'inquinamento dei nutrienti e dell'acidificazione degli oceani sulle barriere coralline, " ha detto l'autore principale Nyssa Silbiger, professore assistente alla California State University, Northridge e ex-alunna dell'UH Manoa Hawai'i Institute of Marine Biology (HIMB) al SOEST. "Però, poco si sa su come questi due fattori di stress interagiscono e influenzino il funzionamento dell'ecosistema della barriera corallina".
Ricerche precedenti hanno dimostrato che i fattori di stress associati all'anidride carbonica di origine umana (CO 2 ) emissioni, come l'acidificazione degli oceani, stanno spostando le barriere coralline verso una perdita netta, che porterebbe in futuro alla perdita della struttura tridimensionale. Il nuovo studio in Atti della Royal Society B:Scienze biologiche hanno mostrato che l'inquinamento da nutrienti potrebbe rendere le barriere coralline più vulnerabili all'acidificazione degli oceani e accelerare il previsto passaggio dalla crescita netta alla perdita complessiva.
Il coautore Zach Quinlan (UH) e l'autore principale Nyssa Silbiger (CSUN) raccolgono campioni d'acqua durante l'esperimento presso l'Hawai'i Institute of Marine Biology. Credito:Henry Shiu
A HIMB, il team ha utilizzato un sistema all'avanguardia in cui ha aggiunto continuamente sostanze nutritive (nitrati e fosfati) agli acquari che ospitano diversi membri della comunità della barriera corallina, compresi i coralli, alghe, macerie morte della barriera corallina, o sabbia. Hanno quindi confrontato questo con un esperimento che imitava i sistemi naturali con una comunità mista contenente tutti e quattro i costituenti e misurato le "funzioni ecosistemiche" critiche delle comunità della barriera corallina:calcificazione, dissoluzione, fotosintesi, e respirazione.
"Abbiamo dimostrato che l'inquinamento da nutrienti riduce la crescita complessiva della barriera corallina e interrompe le dinamiche chimiche naturali sulle barriere coralline, ", ha detto Silbiger. "Nell'acqua di mare inquinata da sostanze nutritive, i calcificatori erano meno in grado di sfruttare i composti disciolti che costituiscono i mattoni delle barriere coralline. L'inquinamento da nutrienti ha ridotto i tassi di calcificazione - una misura della velocità con cui i costruttori di barriere coralline stanno creando la struttura scheletrica - quasi dieci volte in acque che altrimenti promuoverebbero la crescita della barriera corallina, e ha migliorato sia la dissoluzione scheletrica che la crescita dei concorrenti delle alghe."
Si pensa spesso che i nutrienti dei fertilizzanti abbiano un impatto indiretto sulle barriere coralline, ad esempio dando un vantaggio alle alghe erbacee che possono superare le barriere coralline, un'osservazione rafforzata da questo studio.
"Questi 'sfasamenti' verso le barriere algali si stanno verificando a livello globale, causando un grande cambiamento nel modo in cui funzionano le barriere coralline, " ha detto il co-autore Craig Nelson, facoltà presso UH Manoa in Oceanografia e Sea Grant. "Ma fino ad ora non abbiamo mai quantificato come l'inquinamento dei nutrienti possa ridurre direttamente la capacità dei coralli di costruire la struttura della barriera corallina".
L'autrice principale Nyssa Silbiger (CSUN) e la co-autrice Megan Donahue (HIMB) raccolgono campioni di acqua durante l'esperimento presso l'Hawai'i Institute of Marine Biology. Credito:Henry Shiu
Ciò che questo lavoro ha rivelato è che i nutrienti cambiano anche l'ambiente del pH locale compromettendo il modo in cui respirano i coralli e altri organismi della barriera corallina, che influenza la chimica del reef.
"La relazione tra i nutrienti e il metabolismo della barriera corallina aggrava il cambiamento di pH, che può rendere l'intero sistema più suscettibile alle minacce globali come l'acidificazione degli oceani, " ha detto la co-autrice Hollie Putnam, assistente professore presso l'Università del Rhode Island e alunna di HIMB.
"L'inquinamento da nutrienti influisce negativamente sulla crescita della barriera corallina sia direttamente che indirettamente, creando un doppio smacco per le barriere coralline già stressate dall'acidificazione degli oceani in tutto il mondo, " ha detto la co-autrice Megan Donahue, ricercatore presso HIMB. "I nostri dati indicano che sia gli sforzi di gestione locale, come la riduzione del deflusso dei nutrienti e l'infiltrazione nelle acque sotterranee, e azioni globali, come la riduzione delle emissioni globali di anidride carbonica, sono necessari per proteggere le barriere coralline dal rapido declino".
Nel futuro, il team di ricerca si concentrerà su come altri costituenti della barriera corallina come i pesci interagiscono con questi processi per influenzare il funzionamento dell'ecosistema della barriera corallina, perché le barriere coralline sono reti complesse e queste interazioni sono fondamentali per la resilienza.
