Uno degli organismi in più rapida crescita sulla Terra, l'alga gigante può crescere di 2 piedi al giorno e raggiungere quasi 150 piedi di lunghezza, in una stagione di crescita.

Gli scatti di crescita di questa grande alga sono alimentati da una dieta a base di azoto disciolto. Una delle principali forme di azoto è il nitrato, e sebbene i nitrati siano scarsi in estate e in autunno, l'alga gigante continua a crescere tutto l'anno.

I ricercatori affiliati al sito di ricerca ecologica a lungo termine (LTER) della National Science Foundation (NSF) di Santa Barbara Coastal (SBC) volevano determinare come l'alga gigante mantenesse la sua impressionante crescita nelle stagioni in cui i nitrati scomparivano del tutto.

I dettagli delle loro scoperte appaiono oggi in un articolo sulla rivista Lettere di limnologia e oceanografia .

Più di una forma di azoto

Nitrato e un'altra forma di azoto, ammonio, sono le uniche fonti che il kelp aveva usato. "Abbiamo esaminato l'ammonio. Ma la sua presenza non è stata in grado di spiegare l'intera quantità di crescita che stavamo vedendo in estate, " ha spiegato l'autore principale Jason Smith dell'Università della California, Santa Barbara (UCSB).

Gli scienziati hanno scoperto che il fuco utilizza anche un'altra forma di azoto disciolto, urea, trovato in abbondanza nelle zone costiere di risalita come il Canale di Santa Barbara.

"L'urea è un fertilizzante comune, " ha detto Smith, "quindi è presente nel deflusso. E ci sono anche fonti naturali".

Quando gli scienziati hanno misurato l'urea nell'oceano, hanno scoperto che era costantemente presente tutto l'anno, e le concentrazioni tendevano ad essere superiori a quelle di ammonio e nitrato in estate.

"Questo rapporto fornisce una spiegazione di come l'alga gigante nella California meridionale sia in grado di persistere e crescere quando le concentrazioni di nitrati nelle acque costiere sono estremamente basse, "ha detto David Garrison, un direttore di programma nel programma LTER di NSF, che ha finanziato lo studio.

Esperimenti subacquei e in laboratorio

I ricercatori hanno condotto esperimenti su alghe giganti nel campo, e su lame di alghe riportate in laboratorio. Smith e i suoi colleghi hanno testato se l'alga era in grado di sfruttare l'urea come nutriente, e confrontato i tassi di crescita quando ammonio e nitrato sono stati utilizzati come nutrienti.

"Si è scoperto che le alghe non mostravano costantemente preferenze, e usava l'urea in quantità uguali all'ammonio, Smith ha detto. "I nostri risultati suggeriscono che c'è abbastanza urea disponibile per sostenere la crescita delle alghe quando i livelli di ammonio e nitrato sono bassi".

Però, calcolare un tasso di utilizzo per questi diversi composti ha fornito solo metà della risposta.

"Abbiamo eseguito una serie di esperimenti controllati sul tessuto di alghe per dimostrare che la molecola di urea stessa entra nel tessuto, " ha detto Smith. "Siamo i primi a documentare per qualsiasi alga che l'intera molecola di urea viene consumata, che espande notevolmente la fisiologia nota dell'alga gigante e i tipi di forme di azoto che la pianta può utilizzare".

Urea:presente negli oceani costieri di tutto il mondo

Gli scienziati sanno che l'urea ha una presenza persistente nell'oceano costiero, non solo al largo della costa della California, ma negli oceani costieri di tutto il mondo. La scoperta aiuta a spiegare la crescita delle alghe in molti luoghi.

La ricerca aiuta anche a rispondere a un'altra domanda:perché la crescita del fitoplancton è diminuita durante El Niño 2013-2016, mentre fiorivano le alghe giganti. Meno azoto disponibile nelle acque superficiali più calde ha diminuito la crescita del fitoplancton, mentre la crescita di alghe giganti era costante, grazie all'urea come fonte di nutrimento. Il fitoplancton non fa uso di urea.

Aggiunto il coautore Dan Reed, ricercatore principale del sito NSF SBC LTER e scienziato alla UCSB, "Sapendo che l'alga gigante usa l'urea, e che l'urea non è collegata alla disponibilità di nitrati nell'oceano, offre agli scienziati un modo per comprendere le ragioni per cui la crescita delle alghe sembra differire da quella del fitoplancton".

Gli scienziati del sito NSF SBC LTER vorrebbero sapere come viene suddiviso l'uso di azoto tra alghe e fitoplancton, e se il riscaldamento dell'oceano avrà lo stesso effetto sulle alghe giganti che sul fitoplancton.

tutto azoto, i ricercatori hanno detto, chiaramente non è la stessa cosa.