L'oceano assorbe circa un terzo della CO₂ nell'atmosfera, mitigare i cambiamenti climatici e rendere possibile la vita sulla Terra. Una quota importante di questa CO ₂ viene rimosso grazie al fitoplancton, minuscole creature marine che usano la luce per fare la fotosintesi, proprio come piante o alberi sulla terra. Queste cellule fissano la CO ₂ per accumulare biomassa e moltiplicarsi, e portalo nell'oceano profondo quando muoiono e affondano. Il fitoplancton è quindi alla base della catena alimentare marina, e la loro produttività non incide solo sulla CO ₂ livelli, ma anche pesca ed economia mondiale.

Allora perché il fitoplancton passa inosservato alla maggior parte di noi, se sono così importanti? Prova a trovarli nella tua prossima visita all'acquario, potresti avere difficoltà. La maggior parte delle specie di fitoplancton sono 100 volte più piccole delle formiche del tuo giardino, il che significa che hai bisogno di una lente d'ingrandimento davvero potente (un microscopio!) Per studiarli. Dalle nostre coste al mezzo dell'oceano, il fitoplancton sono molto diffusi e conoscerli richiede un po' di navigazione.

I Samaritani dell'Oceano

Il fitoplancton ha però bisogno di un ingrediente chiave per essere attivo:l'azoto. Proprio come i fertilizzanti o le leguminose sono necessari per far crescere i raccolti sulla terra, l'azoto fornisce il valore nutritivo di cui il fitoplancton ha bisogno per crescere nell'oceano. Ottenere abbastanza azoto nell'oceano può essere complicato. Le coste ricevono azoto attraverso fiumi o risorgive di acque profonde ricche di azoto, ma la maggior parte dell'oceano è troppo remota per beneficiare di queste fonti.

A peggiorare le cose, la superficie dell'oceano tropicale è calda, rendendo molto difficile la miscelazione con acque profonde e ricche di nutrienti. Questi "deserti oceanici" sono grandi estensioni di acque cristalline che complessivamente costituiscono circa il 60% della superficie oceanica globale. Com'è possibile la vita lì senza azoto? Per fortuna, altre piccole creature, diazotrofi, esistono in questi deserti

I batteri dell'oceano tropicale aiutano a pompare CO ₂ fuori dall'atmosfera:nuovo studio.@PearseJBuchanan @zanna_chase https://t.co/6JVG2IGMWM

— La conversazione (@ConversationUK) 24 ottobre, 2019

I diazotrofi vengono in soccorso svolgendo un servizio erculeo:trasformare l'azoto inerte dell'aria in succose forme azotate a disposizione del fitoplancton. Questa trasformazione comporta un grande investimento energetico per i diazotrofi, finire per cedere quell'azoto alla comunità. I diazotrofi sono i veri samaritani dell'oceano.

La loro missione cruciale rischia di essere influenzata dal cambiamento climatico. Inquinamento, acidificazione, la perdita di ossigeno e il riscaldamento sono tra gli effetti negativi del nostro sviluppo economico e della sempre crescente crescita della popolazione. Il cambiamento climatico sta già influenzando la quantità di azoto che raggiunge l'oceano attraverso i cambiamenti nella circolazione delle correnti, aumento del carico di azoto agricolo attraverso i fiumi, o input atmosferici attraverso attività industriali.

Ma, in che modo il cambiamento climatico influenzerà l'attività e la diversità dei diazotrofi? È difficile dire quando non sappiamo nemmeno quanti sono là fuori e quanto siano diversi. Solo circa cinque specie di diazotrofi sono state studiate nell'oceano, e gli esperimenti di simulazione del cambiamento climatico sono stati testati solo su due. Le spedizioni di circumnavigazione globale hanno scoperto che i diazotrofi sono molto più diversi di quanto pensassimo. Limitare le loro risposte al cambiamento climatico è fondamentale per prevedere la futura produttività dell'oceano. La diversità molto più ampia dei diazotrofi implica non solo una fornitura complessivamente maggiore di azoto agli oceani, ma anche maggiore efficienza e forse maggiore resilienza al cambiamento, che attende di essere verificato.

Una lente nel futuro

Il progetto Notion esaminerà il futuro del fitoplancton attraverso una lente diazotropica. Nel laboratorio, ricreeremo le condizioni del cambiamento climatico e osserveremo come reagiscono i diazotrofi.

Risponderemo a domande come:fa la CO . in più ₂ nell'acqua influenzano la loro crescita? I diazotrofi cedono ancora più azoto "fertilizzante" ad altri organismi in un'alta CO ₂ mondo? Esistono già modelli globali della circolazione oceanica e della distribuzione delle specie di fitoplancton, ma devono essere migliorati con dati sperimentali per prevedere come sarà il nostro oceano in futuro. NOTION integrerà nuovi set di dati globali e nuovi dati sperimentali per integrare le informazioni mancanti nei modelli. Trasformeremo così la biologia in matematica, utilizzando il comportamento di risposta dei diazotrofi come trend proiettabili a diversi scenari futuri di cambiamento climatico.

Con questi strumenti, miriamo a fornire una migliore comprensione della risposta dell'oceano al cambiamento climatico, che sarà fondamentale per un uso sostenibile dell'oceano e delle sue risorse, ed essenziale per valutare la sua capacità di fungere da assorbitore di CO ₂ nel nostro prossimo futuro.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.