Il cambiamento climatico e altre forze esterne stanno causando rapidi cambiamenti nella comunità marina negli ecosistemi costieri del Giappone. Migliore comprensione delle dinamiche di distribuzione delle specie, come guidato da questi fattori, può migliorare gli sforzi di conservazione e la gestione del cambiamento climatico.

L'Istituto Nazionale per gli Studi Ambientali, Università di Hokkaido, e il National Institute of Polar Research hanno dimostrato per la prima volta che l'effetto combinato del riscaldamento climatico, correnti di superficie che scorrono verso i poli dominanti, e la deforestazione da parte di pesci erbivori invadenti è alla base dei rapidi cambiamenti della comunità da macroalghe temperate a coralli tropicali che si stanno verificando nelle acque costiere temperate del Giappone. Lo studio evidenzia la necessità di una gestione proattiva che si adatti ai cambiamenti climatici attuali e futuri, e può aiutare la conservazione dei letti di macroalghe e delle barriere coralline.

Macroalghe e coralli sono i principali gruppi di organismi che formano habitat che supportano un'elevata biodiversità e forniscono importanti servizi ecosistemici agli esseri umani. In Giappone, i coralli di acqua calda sono principalmente associati alle acque subtropicali delle sue isole meridionali, mentre le alghe che formano la chioma sono più abbondanti nelle acque temperate relativamente più fredde del Giappone centrale. Negli ultimi anni, però, il riscaldamento climatico ha permesso ai coralli di espandere la loro distribuzione nella zona temperata riscaldata, dove la distribuzione delle macroalghe meno dispersive si sta riducendo.

"Questa 'tropicalizzazione' delle comunità marine temperate non è un fenomeno isolato. Sta accadendo in diversi luoghi del mondo, come in Australia, nel Mediterraneo o addirittura nell'Artico, dove si chiama invece 'borealizzazione', ", afferma il professore assistente dell'Università di Hokkaido Jorge García Molinos del gruppo di ricerca. "In effetti, è una conseguenza naturale del riscaldamento climatico nelle zone di transizione biogeografica in cui più specie vivono in corrispondenza o in prossimità dei loro limiti di distribuzione, come nel nostro caso con i coralli e le alghe."

Oltre all'effetto del riscaldamento, questo fenomeno è stato collegato all'espansione dei pesci erbivori tropicali, associato ai coralli, e il polo che scorre, correnti oceaniche calde che facilitano l'espansione di pesci e coralli nelle zone temperate. Però, questo è il primo studio che esamina le relazioni tra tutti questi fattori in una multispecie, livello comunitario.

Per spiegare questo fenomeno, i ricercatori hanno esaminato 439 documenti contenenti decine di migliaia di registrazioni (principalmente 1950-2015) che dettagliavano la presenza di macroalghe, coralli ed erbivori nell'arcipelago giapponese. Utilizzando questo ricco database storico, hanno ricostruito gli spostamenti nella distribuzione delle specie principali, che sono stati poi collegati alle variazioni a lungo termine dei modelli spaziali delle temperature oceaniche e della velocità attuale utilizzando modelli statistici per analizzare gli effetti dei cambiamenti climatici e delle correnti oceaniche sui cambiamenti della comunità.

I risultati hanno mostrato che coralli e pesci hanno ampliato i loro areali di distribuzione più velocemente e oltre le macroalghe. L'espansione delle macroalghe a nord è stata superata dal restringimento del loro areale a sud, mentre i limiti meridionali delle catene della maggior parte dei coralli rimasero invariati. Però, è stato scoperto che tutte le specie stanno spostando la loro distribuzione più lentamente rispetto al tasso di riscaldamento. Come previsto, tali spostamenti di comunità sono stati per lo più osservati nelle zone lungo le correnti Kuroshio e Tsushima, in particolare le zone intorno alle isole di Kyushu e Shikoku, e principalmente associato ad un aumento del pascolo di pesci erbivori tropicali. Ciò nonostante, le previsioni dei modelli per i prossimi decenni suggeriscono un aumento significativo della probabilità che questi eventi si verifichino altrove lungo le coste orientali e occidentali del Giappone centrale. Suggeriscono anche che la competizione tra le specie aumenterà come meccanismo trainante dietro i cambiamenti della comunità.

Con il progredire del riscaldamento globale, gli organismi viventi migrano verso habitat con una temperatura più adatta. Però, per alcuni organismi meno mobili l'attuale ritmo del cambiamento climatico potrebbe rivelarsi troppo veloce. "Questo studio dimostra l'entità e la complessità dell'influenza che il cambiamento climatico ha sui letti di macroalghe e sulle barriere coralline e l'importanza di affrontare questi problemi da una prospettiva multispecie, ", afferma il Professore Associato dell'Università di Hokkaido Masahiko Fujii, che ha anche partecipato allo studio. "Riteniamo che queste informazioni possano essere utilizzate per aiutare a informare l'adattamento proattivo ai cambiamenti climatici e conservare sia le macroalghe che i coralli".