Comprendere l'evoluzione del ghiaccio marino polare non è sufficiente per studiare gli effetti del cambiamento climatico sugli ecosistemi marini nei fondali antartici. È inoltre necessario determinare l'intensità della produzione locale di fitoplancton durante l'estate antartica, come affermato in un nuovo studio di un gruppo di ricerca della Facoltà di Biologia e dell'Istituto di ricerca sulla biodiversità (IRBio) dell'Università di Barcellona, pubblicato sulla rivista Ricerca ambientale marina .

Quando il mare gela in Antartide

Temperature estremamente basse, le forti correnti oceaniche e l'ampia copertura stagionale del ghiaccio marino sono fattori che determinano le caratteristiche degli ecosistemi marini antartici. In particolare, la stagionalità relativa alla formazione del ghiaccio nella superficie marina è un processo che influenza direttamente la dinamica degli ecosistemi marini e il flusso di materia ed energia nelle complesse reti trofiche antartiche. Durante l'inverno antartico, il ghiaccio e la neve che si accumulano limitano la disponibilità di luce, e come risultato, ciò riduce l'attività degli organismi fotosintetici e la produzione di krill (risorsa alimentare di base all'interno della rete alimentare negli ecosistemi marini antartici).

Le principali fonti di carbonio organico negli ecosistemi antartici situati nelle secche sono il fitoplancton, alghe che crescono sotto il ghiaccio e alghe che sono bloccate nelle rocce. Però, gran parte di questa produzione primaria non entra nella rete trofica direttamente attraverso gli erbivori, ma come detriti (particelle di roccia). "La presenza di ghiaccio nelle secche limita la produzione primaria durante gran parte dell'anno. Ciò determina che le reti trofiche bentoniche dipendono in gran parte dalla materia organica accumulata nei fondali marini durante i mesi estivi, " nota Lluís Cardona, primo autore dell'articolo e docente presso il Dipartimento di Biologia Evoluzionistica, Ecologia e Scienze Ambientali, e l'IRBIo.

"Ad oggi, pensavamo che questa dipendenza sarebbe stata acuta nelle aree in cui la superficie del mare rimane ghiacciata per un tempo più lungo, e questo comporterebbe una minore diversità di nicchie trofiche e una rete trofica più corta e ridondante mentre andiamo a sud, " nota il ricercatore. Lo studio evidenzia che l'intensità della fioritura estiva del fitoplancton altera questo gradiente e quindi la struttura dei sistemi bentonici costieri è fortemente modificata ovunque la fioritura sia intensa.

Cambiamenti negli ecosistemi marini antartici

Lo studio si è basato sull'analisi degli isotopi stabili C e N per identificare la nicchia ecologica -il ruolo di ciascun organismo nella struttura e funzione dell'ecosistema- di una serie di specie marine catturate a Base Rothera, Cala Cierva, Baia di Maxwell, Baia della Speranza, e Paradise Harbour, nella parte occidentale della penisola antartica, e Isole Shetland Meridionali. Utilizzando le analisi isotopiche, gli esperti hanno potuto verificare la grande stabilità del livello trofico di ciascuna specie ma hanno anche rilevato una notevole varietà geografica nelle fonti di carbonio utilizzate. Con le metodologie utilizzate negli studi precedenti, in particolare, lo studio del contenuto dello stomaco:i dati ottenuti hanno fornito un'elevata risoluzione tassonomica ma non hanno offerto una versione completa della dieta nel tempo, che ha generato una grande disparità di risultati.

Secondo le conclusioni dello studio, "dove la produzione di fitoplancton è intensa, l'ecosistema bentonico riceve molta materia organica proveniente dal fitoplancton che diventa la fonte fondamentale di carbonio per le specie bentoniche, indipendentemente dalla latitudine e dalla lunghezza del ghiaccio marino. Ciò riduce l'importanza delle alghe bentoniche come fonte di carbonio, che è comunque molto alto poiché questi sono protetti dagli erbivori da difese chimiche (prodotti naturali ripugnanti"), " nota Lluís Cardona. Pertanto, quelle aree che presentano una fioritura estiva di fitoplancton intenso, mostrano una rete trofica più corta e ridondante, come nella superficie del mare che rimane ghiacciata per mesi. "Perciò, al fine di valutare l'impatto del cambiamento climatico negli ecosistemi bentonici, è tanto importante prevedere i cambiamenti nella produzione estiva di fitoplancton quanto simulare la lunghezza del ghiaccio che rimarrà sulla superficie del mare, " fa notare il ricercatore.

Una regione polare vulnerabile ai cambiamenti climatici

La penisola antartica è l'area più colpita dai cambiamenti climatici nel continente bianco. Secondo i dati attuali, in inverno, c'è una riduzione della lunghezza del ghiaccio marino nel nord, e un movimento verso sud per quanto riguarda specie come il krill antartico. Perciò, le condizioni attuali registrate nel nord della penisola antartica potrebbero essere un modello per il futuro delle aree peninsulari sud-occidentali purché la produzione estiva di fitoplancton rimanga la stessa, nota degli esperti.