Mentre il mondo si scalda, cambiamenti radicali nei nutrienti marini sembrano una conseguenza prevista dell'aumento delle temperature oceaniche. Però, la realtà è più complicata. Una nuova ricerca suggerisce che i processi al di sotto della superficie dell'oceano potrebbero controllare ciò che sta accadendo al di sopra.

Il plancton è uno degli organismi più numerosi e importanti dell'oceano. L'equilibrio degli elementi chimici al loro interno varia ed è fondamentale per plasmare molti processi marini, tra cui la rete alimentare e il ciclo globale del carbonio. La temperatura è stata tradizionalmente pensata per controllare il rapporto di questi elementi. Però, un nuovo studio suggerisce che questo equilibrio dipende in gran parte dall'attività nell'oceano sotto la superficie, da profondità di oltre 300 piedi. Il lavoro, guidato da scienziati del Bigelow Laboratory for Ocean Sciences, è stato recentemente pubblicato su Comunicazioni Terra e Ambiente .

Il team ha esaminato campioni provenienti da otto località negli oceani di tutto il mondo. Hanno scoperto che il rapporto tra azoto e fosforo introdotto dall'oceano sotto la superficie controlla l'equilibrio di quei nutrienti nei microrganismi marini che costituiscono il fondamento della salute dell'oceano. Questa scoperta potrebbe consentire agli scienziati di esplorare in modo più accurato i complessi processi oceanici.

"Questa è la prima volta che abbiamo esaminato un'ampia gamma di regioni oceaniche e misurato direttamente l'equilibrio dei nutrienti nei microrganismi oceanici, che è davvero emozionante, " ha detto Mike Lomas, autore principale della carta. "Ora possiamo applicare parametri più realistici basati su ciò che sta effettivamente guidando le dinamiche marine ai modelli informatici utilizzati per prevedere i cambiamenti oceanici"

Per decenni, i ricercatori hanno utilizzato un rapporto fisso per stimare il bilancio del carbonio, azoto, e fosforo negli ambienti marini. Scienziati e gruppi come l'International Panel on Climate Change usano questo rapporto nelle simulazioni al computer per fare previsioni sul futuro del pianeta.

Però, non rappresenta necessariamente l'ampia diversità degli equilibri chimici nell'oceano o il ruolo significativo che gli organismi svolgono nel ciclo dei nutrienti.

"Il problema è che i rapporti fissi sono stime sicure che in realtà non rappresentano come funziona la biologia, " Disse Lomas. "Più realistico, ma rischioso e complicato, approcci non sono ancora ampiamente utilizzati."

Per sviluppare una comprensione più accurata di questi rapporti, Lomas li ha misurati direttamente nel fitoplancton, alcuni degli organismi marini più critici in tutto il mondo. Gli elementi nelle cellule di questi organismi riflettono i nutrienti disponibili nel loro habitat e fanno luce sul ruolo della biodiversità nel ciclo dei nutrienti.

Questa non è la prima volta che il fitoplancton viene esaminato per comprendere i livelli di nutrienti nell'oceano, ma è il più avanzato e completo. Il team ha esaminato il fitoplancton in tutto il mondo per creare un'istantanea di tre elementi nutritivi critici in ampie condizioni ambientali. Tradizionalmente, i ricercatori hanno utilizzato filtri fisici per separare il plancton dall'acqua di mare prima di esaminarli. Però, questo approccio può anche catturare batteri e minuscole particelle, portando a errori.

Questo studio ha utilizzato una tecnica chiamata citometria a flusso, che consente ai ricercatori di esaminare e ordinare da centinaia a migliaia di cellule al secondo. Ciò ha permesso ai ricercatori di isolare ed esaminare solo le cellule a cui erano interessati. Non solo ha dato loro una comprensione più accurata dei diversi rapporti degli elementi nell'oceano, ma anche quali processi li controllano.

La squadra ha scoperto che, contrariamente all'ipotesi più comune, il rapporto di carbonio, l'azoto e il fosforo nelle cellule dipendevano principalmente dal rapporto di azoto e fosforo fornito dall'oceano sotto la superficie alle acque illuminate dal sole dove è attivo il fitoplancton. Questo era vero in tutte le località, indipendentemente dal tipo di fitoplancton o dalle condizioni ambientali.

Lomas spera che questa migliore comprensione dei nutrienti possa essere utilizzata per immaginare meglio come gli oceani risponderanno ai cambiamenti climatici.

"Non possiamo esaminare i nutrienti in ogni singola cellula in ogni oceano, ma dobbiamo essere sicuri che tutti i fattori di controllo siano inclusi nei modelli di computer, " Ha detto Lomas. "Mentre mescoliamo questi risultati con altre discipline avanzate, miglioreremo davvero la nostra comprensione delle dinamiche oceaniche e la capacità di prevedere le condizioni future".