Mentre gli scienziati si affrettano a capire come il riscaldamento delle temperature oceaniche influenzerà gli ecosistemi marini in tutto il mondo - dallo sbiancamento delle barriere coralline alle rotte migratorie alterate - uno degli organismi più onnipresenti del mare sta aiutando i ricercatori a misurare i cambiamenti che si sono già verificati. Secoli di reperti fossili e dati di cattura dal vivo mostrano che alcune popolazioni di plancton marino riflettono un chiaro cambiamento in risposta all'industrializzazione umana e agli oceani in riscaldamento che ne sono derivati.
I ricercatori hanno scoperto differenze distinte tra le comunità di foraminiferi planctonici - minuscole creature monocellulari che galleggiano nelle acque oceaniche - da prima e dopo l'inizio dell'era industriale circa 170 anni fa, secondo uno studio pubblicato questa settimana su Nature . Il rapporto tra le specie di plancton in queste comunità si è spostato in proporzione ai cambiamenti della temperatura del mare, indicando che il riscaldamento degli oceani ha profondamente modificato queste popolazioni e i loro più ampi ecosistemi marini.
Mentre l'idea che il cambiamento climatico influenzi la vita marina non è nuova, lo studio del plancton incorpora un set di dati insolitamente completo che attraversa il globo e taglia in profondità nei secoli passati per riaffermare l'impatto dell'umanità sugli oceani.
I foraminiferi planctonici forniscono una documentazione fossile completa perché i loro gusci di calcite dura sono ben conservati negli strati di sedimenti sul fondo dell'oceano, afferma l'autore principale Lukas Jonkers, un oceanografo paleontologico dell'Università di Brema in Germania. Gli organismi popolano anche le acque di tutto il mondo. Sebbene rari nell'oceano di superficie, i foraminiferi planctonici sono abbondanti a profondità maggiori e in alcuni punti tappezzano intere parti del fondo marino, dice Jonkers.
Recupero di una trappola di sedimenti a bordo della nave da ricerca Meteor nell'Oceano Atlantico settentrionale tropicale. Tali trappole di sedimenti forniscono informazioni sulle moderne comunità di specie di foraminiferi planctonici, che sono state trovate sistematicamente diverse dalle comunità preindustriali dai sedimenti. (Christiane Schmidt) "Possiamo davvero confrontare molto bene la distribuzione delle specie nella moderna [era] con il passato", afferma Jonkers. “Non ci sono così tanti gruppi di zooplancton in cui i reperti fossili sono così ben conservati. In effetti, non penso che ce ne siano. "
Per comprendere lo stato di queste comunità prima dell'inizio dell'era industriale, Jonkers e il suo team hanno analizzato più di 3.700 campioni precedentemente raccolti da strati di sedimenti sul fondo dell'oceano. Sulla base della velocità con cui i sedimenti si accumulano e si mescolano sul fondo del mare, gli scienziati hanno stimato che lo strato superiore di nuclei di sedimenti - fondamentalmente "cilindri di fango" tirati su dal fondo dell'oceano - conterrebbe fossili vecchi di un paio di secoli, dice Jonkers, che precede la rivoluzione industriale.
Il team ha quindi confrontato questi campioni preindustriali con i dati più recenti raccolti utilizzando trappole per sedimenti, che sono imbuti ormeggiati sul fondo del mare che afferrano qualsiasi cosa che cade dagli strati superiori dell'oceano (incluso il plancton che si sposta nell'acqua). Utilizzando le informazioni raccolte dal 1978 al 2013, i ricercatori hanno scoperto che le comunità di foraminiferi planctonici sono cambiate notevolmente durante il periodo tra il deposito dei fossili del fondo marino e gli organismi catturati nelle trappole di sedimenti.
Lo spostamento, misurato confrontando le abbondanze relative di dozzine di specie di plancton all'interno dei campioni, non sembra casuale. La quantità di cambiamento nelle comunità di plancton era correlata al grado di cambiamento di temperatura documentato nelle acque circostanti. La direzione delle comunità in movimento si è anche in gran parte allineata con i modelli di variazione della temperatura degli oceani, come hanno scoperto gli autori quando hanno abbinato fossili di fondali marini con i loro analoghi più vicini nelle comunità moderne.
Con i dati che mostrano una corrispondenza sia nel grado che nella direzione del cambiamento, Jonkers afferma di essere sicuro che la temperatura sia la forza trainante per i cambiamenti nelle popolazioni planctoniche di foraminiferi.
"Mi aspettavo di vedere una differenza e un effetto del cambiamento globale", afferma Jonkers. "Ma non mi aspettavo che il segnale fosse così chiaro."
Il nuovo studio replica su scala globale ciò che altri ricercatori hanno trovato in aree specifiche, afferma David Field, uno scienziato marino delle Hawaii Pacific University che ha studiato foraminiferi planctonici ma non è stato coinvolto in questo studio. Mentre gli scienziati devono ancora svelare completamente perché stanno cambiando esattamente le comunità di plancton, le prove di questo studio e altri indicano chiaramente il riscaldamento degli oceani come causa probabile, sia come influenza diretta o come motore indiretto di altri aspetti dell'ambiente sottomarino, Field dice.
Il confronto tra campioni di trappole di sedimenti e fossili di fondali marini potrebbe non essere un'analogia perfetta - le differenze nella conservazione potrebbero essere una possibile influenza sui dati - ma Field afferma che le prove degli autori forniscono un supporto convincente per l'enorme influenza del riscaldamento degli oceani sulle specie marine.
"Ciò indica che il riscaldamento ha iniziato ad avere un effetto sugli ecosistemi marini molto tempo fa, anche prima di tenere buoni registri su di esso", dice Field. “Possiamo aspettarci un impatto molto maggiore del riscaldamento degli oceani sugli ecosistemi in futuro. Gli oceani continueranno a cambiare in modi che non abbiamo mai visto prima. "
I foraminiferi planctonici potrebbero non essere maestosi come le balene o le stelle marine, ma l'ampiezza dei loro reperti fossili fornisce una base utile per confermare una tendenza più ampia della vita oceanica che cambia in risposta all'attività umana. I cambiamenti nelle comunità del plancton sono un indicatore preoccupante del "quadro più ampio" per gli ecosistemi marini mentre le temperature degli oceani continuano ad aumentare a tassi crescenti, dice Jonkers.
"La domanda è: cosa accadrà con il progresso dei cambiamenti climatici?" Dice Jonkers. “Anche a un livello [del cambiamento di temperatura], vediamo già grandi cambiamenti nei foraminiferi planctonici, e probabilmente anche in altri biota marini. Ciò significa che tutte queste specie devono adattarsi e, al momento, non sappiamo se possono, o se possono farlo abbastanza velocemente. "
