lunedì, Luglio 22, 2024

I microscopici viaggiatori delle correnti oceaniche

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LE CORRENTI OCEANICHE FUNGONO DA “AUTOSTRADE SOTTOMARINE” PER ORGANISMI MICROSCOPICI: UN MONDO NASCOSTO DI MOVIMENTO E ADATTAMENTO NEI MISTERIOSI ABISSI MARINI

Viaggi dei microscopisci organismi negli abissi marini

Grazie alla collaborazione tra Stati Uniti, Spagna e Italia, gli scienziati hanno condotto tre spedizioni (dal 2017 al 2019) alla scoperta del misterioso viaggio dei microscopici abitanti delle profondità del Mar Mediterraneo.

Utilizzando strumenti specializzati, hanno misurato alcune proprietà marine, come temperatura dell’acqua, salinità e abbondanza di microorganismi a diverse profondità. Lo studio ha spiegato come il fitoplancton e i batteri, troppo leggeri per affondare oltre i 100 metri, affrontano le correnti oceaniche. 

Mara Freilich, della Divisione di Matematica Applicata del Dipartimento di Scienze della Terra, Ambientali e Planetarie Brown University di Rhode Island (Stati Uniti), ha sottolineato il ruolo di questi minuscoli viaggiatori nell’unire distanti regioni oceaniche.

Insomma, un mistero dell’ecologia marina e dei legami tra gli ecosistemi oceanici. «Abbiamo scoperto che poiché questi organismi sono così piccoli, possono essere spazzati dalle correnti oceaniche che poi li portano più in profondità di dove crescono. È spesso un viaggio di sola andata per questi organismi, ma facendo questo viaggio, svolgono un ruolo fondamentale nel collegare diverse parti dell’oceano». Cerchiamo di capire meglio.

Il mistero della fotosintesi subacquea 

Durante la fotosintesi, le piante marine e il fitoplancton utilizzano la luce solare, il biossido di carbonio (CO₂) e l’acqua per produrre glucosio e ossigeno. Questo processo avviene principalmente nei primi 50 metri dell’oceano, dove c’è sufficiente luce solare per supportare la fotosintesi. Il glucosio fornisce energia alle piante stesse e viene utilizzato come fonte di cibo per gli organismi viventi che si nutrono di esse.

Tuttavia, una parte del carbonio fissato attraverso la fotosintesi non rimane nella superficie dell’oceano, ma viene trasportato verso le profondità marine. Questo trasporto avviene attraverso varie vie, tra cui le correnti oceaniche e i movimenti verticali dell’acqua.

Le intrusioni oceaniche, ad esempio, contribuiscono al trasporto di particelle organiche ricche di carbonio verso le profondità dell’oceano, fornendo così una fonte di nutrimento per gli organismi che abitano nelle zone più remote.

In questo modo, il carbonio fissato durante la fotosintesi nella zona superficiale dell’oceano può raggiungere le profondità marine, sostenendo la vita dei microscopici organismi che vivono in quelle zone e contribuendo alla ciclizzazione del carbonio nell’ecosistema marino.

Freilich spiega che «si è sempre pensato che l’affondamento di particelle ricche di carbonio fosse l’unica risposta a questa domanda. Ma ciò che abbiamo scoperto è che minuscoli organismi unicellulari vengono trascinati nella corrente oceanica per formare le cosiddette intrusioni. Queste, caratteristiche dell’oceano subtropicale, mentre si estendono per decine di chilometri lateralmente, scendono anche centinaia di metri in verticale, trasportando con sé cellule e carbonio. Il meccanismo non è stato considerato nelle stime precedenti del trasporto del carbonio». Ma c’è di più.

Intrusioni perenni

I ricercatori hanno scoperto che le intrusioni si verificano durante tutto l’anno e si originano in aree ricche di biomassa, anche dove gli organismi simili alle piante sono più concentrati. In precedenza si pensava che le correnti oceaniche trasportassero il carbonio alle profondità solo stagionalmente. 

Inoltre, suggeriscono che queste intrusioni sono diffuse negli oceani subtropicali di tutto il mondo, fornendo canali per il trasporto continuo di carbonio e ossigeno dalle zone illuminate dal sole alle profondità.

Nello specifico, le analisi, condotte in collaborazione con l’ecologista microbico Alexandra Worden del Marine Biological Laboratory (Massachusett) hanno evidenziato differenze tra i campioni di intrusioni e le acque di fondo.

Utile precisare che i ricercatori hanno utilizzato modelli al computer per simulare le correnti oceaniche, così da studiare al meglio i movimenti delle piccole piante e dei microscopici batteri nell’acqua.

«Grazie ai dati provenienti dal Mediterraneo – commenta Worden -, che confermano questo processo di condotti tridimensionali come meccanismo per portare i microbi di superficie nell’oscurità dell’oceano nelle acque calde, abbiamo individuato tracce di esportazioni simili nelle principali regioni oceaniche aperte».

Freilich, quindi, aggiunge che «abbiamo osservato comunità microbiche che assomigliavano esattamente alle comunità microbiche superficiali fino a 200 metri di profondità. In altre regioni, pensiamo che questo possa avvenire anche a profondità maggiori. Per nostra sorpresa abbiamo scoperto che la maggior parte dei microbi presenti nelle intrusioni erano batteri che si nutrivano del carbonio fissato dalle cellule fotosintetiche. Questo ha mostrato che la maggior parte della biomassa trasportata dagli strati illuminati dal sole è composta da microbi non fotosintetici».

Importanza dello studio sui microscopici viaggiatori

Lo studio rivela l’importanza ecologica delle intrusioni nel plasmare la biodiversità oceanica. Si sospetta che il cambiamento climatico possa influenzare queste intrusioni, poiché i mari più caldi potrebbero aumentare la presenza di carbonio nelle piccole cellule, mantenendo il suo trasporto tramite intrusioni immutato rispetto ad altri meccanismi. Offre altresì nuove prospettive sulla regolazione del ciclo globale del carbonio e delle dinamiche microbiche nel profondo oceano.

«Abbiamo appena scalfito la superficie. Il prossimo passo è utilizzare queste scoperte per prevedere come i cambiamenti nella composizione microbica potrebbero influenzare il trasporto del carbonio e il ciclo globale del carbonio in un mondo in rapida evoluzione. Un nuovo capitolo nell’esplorazione delle profondità marine è appena iniziato», conclude Freilich.

Fonte

Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)

Numero verde ONA

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