Il cambiamento climatico si traduce in temperature oceaniche più calde, scioglimento dei ghiacciai e modelli meteorologici più estremi. Gli scienziati hanno anche osservato i suoi effetti sulle vongole, lumache, vermi, Granchi, ricci, stelle marine e altri che vivono su e nei profondi fondali marini al largo dell'Alaska, come l'ecosistema si è spostato dall'artico al subartico negli ultimi decenni.

Ora, scienziati dell'Università di Chicago e del Centro per le scienze ambientali dell'Università del Maryland hanno scoperto che le conchiglie di queste creature mostrano lo stesso importante cambiamento di regime nelle acque dell'Alaska, dove l'ecosistema si è spostato da artico a subartico negli ultimi decenni. È la prima volta che qualcuno ha tracciato i cambiamenti dell'ecosistema solo attraverso campioni di conchiglie e gli scienziati sperano che offra un nuovo strumento per tracciare i cambiamenti climatici nelle regioni in cui le popolazioni animali non sono state documentate in modo completo.

"Il fatto che le conchiglie morte registrino questi cambiamenti in modo così chiaro apre un'area molto più ampia dei fondali marini artici, dove ora possiamo testare i grandi cambiamenti nelle comunità dei fondali marini, " ha detto Susan Kidwell, il William Rainey Harper Professore di Scienze Geofisiche, uno scienziato leader nel campo della paleoecologia marina e coautore dello studio pubblicato l'8 aprile. "Gli scienziati non erano lì per vedere tutti i cambiamenti che gli ecosistemi hanno subito, ma ora potrebbero essere in grado di ricostruire una storia ecologica dalla Rivoluzione industriale in poi".

Un nuovo metodo

Dagli anni '80, Jacqueline Grebmeier, coautore dello studio e professore di ricerca presso il Centro per le scienze ambientali dell'Università del Maryland e membro del comitato direttivo per l'Osservatorio biologico distribuito, ha condotto indagini annuali per verificare i cambiamenti nelle popolazioni animali legati alle condizioni del ghiaccio marino e dell'acqua nel Pacifico artico. Quando la squadra di Grebmeier raccoglie esemplari vivi per la sua indagine, migliaia di proiettili morti vengono trascinati con sé.

In precedenza i gusci morti erano stati scartati, ma la studentessa universitaria di Chicago Caitlin Meadows, l'autore principale dello studio, si rese conto che questa era un'opportunità per testare se quei gusci riflettevano gli stessi cambiamenti osservati dagli ecologisti, che potrebbe servire come strumento per riconoscere i cambiamenti biologici nelle aree meno studiate nell'Artico.

Meadows analizzati più di 14, 000 conchiglie sia per tracciare l'abbondanza - il conteggio di ciascun animale per specie - sia per calcolare la loro biomassa di carbonio organico, che ricostruisce il contenuto di carne originale delle creature sgusciate usando le loro dimensioni corporee e l'abbondanza.

"Osservare i cambiamenti nella biomassa di carbonio sul fondo del mare è un ottimo modo per collegarsi al cambiamento climatico, " Meadows ha detto. "Siamo in grado di vedere i cambiamenti nella quantità di cibo e come quel cibo scorre attraverso l'ecosistema".

Anche se considerava solo la parte produttrice di conchiglie della comunità, Meadows ha confermato ciò che gli ecologi avevano già scoperto:c'è stato un cambiamento nell'ecosistema. Nello specifico, Meadows ha osservato che l'ecosistema del passato conservato in conchiglie morte era diverso dall'attuale ecosistema vivente. Ha notato uno spostamento verso Tellinidae, una famiglia di molluschi bivalvi che si nutrono genericamente:un gruppo di animali che possono mangiare cibo che si è depositato sul fondo del mare o filtrare il cibo dall'acqua, in modo che possano sopravvivere in un ecosistema mutevole filtrando il cibo dall'acqua o mangiando depositi di cibo che si sono depositati sul fondo.

C'è stato anche un cambiamento nella biomassa, da un gruppo di specie bivalvi a un altro all'interno di ciascun gruppo di alimentazione, il che significa che nuove specie hanno assunto questi lavori nell'ecosistema. Questo fa parte di un importante cambiamento in altri animali del fondo marino nella stessa regione, verso i vermi e lontano dai piccoli crostacei che sono alimenti chiave per i grandi mammiferi come le balene grigie.

Finalmente, sulla base di conchiglie morte, Meadows ha scoperto che un sottoinsieme di specie che ora vive solo vicino alla costa dell'Alaska viveva in una gamma più ampia di habitat del fondo marino e in acque più profonde.

"Sappiamo da tempo che questi ecosistemi sono ora molto diversi, " ha detto Kidwell. "C'è stata una vera riorganizzazione, riflettendo un cambiamento nel cibo, ossigenazione e granulometria:quanto sono vigorose le correnti di fondo. Questi fattori sono tutti guidati dal cambiamento di temperatura, ma hanno un impatto molto maggiore su un ecosistema rispetto al solo riscaldamento".

Tutte queste differenze tra animali vivi e conchiglie morte si trovano in luoghi in cui il gruppo di Grebmeier ha dimostrato in modo indipendente il cambiamento dell'ecosistema negli ultimi 30 anni. Poiché questo nuovo studio ha rilevato un numero simile di bivalvi vivi e morti anche in regioni in cui non è stato osservato un cambiamento dell'ecosistema, sanno che non è probabile che si tratti di un errore nel campionamento.

"I gusci morti funzionano quindi bene per identificare le aree di recente cambiamento dell'ecosistema, e non produrre "falsi positivi" dove non si è verificato alcun cambiamento, " ha detto Prati.

Un mare di cambiamento

L'Artico Pacifico al largo della costa dell'Alaska è un ecosistema con un'alta densità di animali del fondo marino dove "le cose cambiano prima e velocemente, " secondo Meadows. Il rapido cambiamento è dovuto a un fenomeno noto come amplificazione artica dove, mentre il ghiaccio riflettente si scioglie, l'acqua e la terra appena esposte assorbono più calore dal sole, con conseguente riscaldamento ancora maggiore.

"Siamo stati davvero in grado di isolare il cambiamento climatico come motore di questi cambiamenti, " Meadows ha detto. "L'Artico non ha enormi insediamenti costieri o agricoltura intensiva che potrebbero aver colpito le acque costiere, e l'area di studio è a nord di dove è consentita la maggior parte della pesca commerciale."

Meadows e Kidwell sperano che questo metodo di utilizzo delle conchiglie come registrazione storica del cambiamento serva ora come strumento per gli scienziati che studiano altre regioni. "Quella finestra sul passato può darci accesso a un quadro molto più completo di come l'Artico sta cambiando, " ha detto Kidwell.

Le conchiglie studiate da Meadows vengono ora datate geologicamente per stabilire da quanto tempo si sono accumulate, e quindi per quanto tempo le condizioni ecologiche erano rimaste stabili prima del recente cambio di regime.

Prossimo, Meadows si recherà a San Pietroburgo, Russia per approfondire le collezioni del museo zoologico del paese per approfondimenti storici su quel lato del Mare di Bering, dove il fondale marino è stato campionato fin dal 19° secolo.