Il fitoplancton è invisibile ai nostri occhi, ma essenziale per l’equilibrio marino. Ci fornisce anche gran parte dell’ossigeno che respiriamo. Ma il riscaldamento globale sta causando una diminuzione della massa complessiva di queste alghe microscopiche. Ciò potrebbe portare ad una riduzione della CO22 sequestrati dai mari e dagli oceani e interrompono notevolmente la catena alimentare nell’ambiente marino.
Respira profondamente. Che tu sia a casa, sui mezzi pubblici o in un giardino pubblico nel cuore della Francia, non importa: almeno il 45% dell’ossigeno che respiri proviene dal fitoplancton marino. Questo stesso fitoplancton è anche alla base della catena alimentare degli ecosistemi marini e oceanici, influenzando il pesce che eventualmente consumi. Come avrete capito, i fitoplancton sono spesso invisibili a occhio nudo, ma sono essenziali per la nostra vita. Ma questo gruppo di microalghe non è risparmiato dai cambiamenti climatici.
Il cambiamento climatico, oltre alla pressione umana, influenza il funzionamento degli oceani e ha un impatto sulla biodiversità, in particolare su quella del fitoplancton. L’aumento della temperatura, la modifica della chimica degli oceani o delle correnti avranno anche un’influenza considerevole sulla distribuzione del fitoplancton marino negli oceani ma anche sulla sua composizione e sul suo sviluppo.
Perché il fitoplancton è essenziale per la nostra vita
Com’è possibile? Per capirlo, torniamo al ruolo del fitoplancton negli ecosistemi marini. Il fitoplancton è quindi un gruppo di microalghe unicellulari (per lo più invisibili a occhio nudo) molto diversificato per dimensioni, forma o funzioni che svolgono negli ecosistemi marini. Come le piante terrestri, cattura l’energia solare grazie ai suoi pigmenti e la convertirà in energia chimica per trasformare la CO2 biomassa atmosferica attraverso il fenomeno della fotosintesi e produce diossigeno. Con quasi 100 milioni di tonnellate di anidride carbonica catturate ogni giorno, costituisce un importante collegamento nella riduzione dei gas serra e nella regolazione del clima.
Inoltre, il fitoplancton costituisce la base del cibo negli oceani e quindi supporta direttamente i livelli trofici superiori della catena alimentare come lo zooplancton, i molluschi filtratori, i pesci come le sardine e, indirettamente, tutti i consumatori. di questi organismi, compreso l’uomo.
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Nutrienti sempre più difficili da trovare per il fitoplancton
E che dire del cambiamento climatico in tutto questo? Principalmente a causa dell’aumento dei gas serra, ciò ha portato ad un aumento delle temperature atmosferiche e oceaniche di +0,88 °C dall’inizio del XX secolo (dal 1850-1900 al 2011-2020) e i modelli prevedono che questi aumenti continueranno, tra +0,86 e +2,89 °C, a seconda degli scenari entro il 2100.
L’aumento della temperatura dell’acqua ha effetti su molti altri fenomeni fisico-chimici come la modificazione delle masse d’acqua (stratificazione), i cambiamenti delle correnti o addirittura della circolazione oceanica globale, l’aumento del livello dell’acqua del mare, l’acidificazione degli oceani, la modificazione del precipitazioni e apporti terrigeni (fiumi, acque di ruscellamento) nonché l’aumento degli eventi estremi (ondate di caldo, uragani/tifoni, piogge torrenziali).
Per il fitoplancton ciò comporterebbe difficoltà nell’accesso ai nutrienti di cui ha bisogno per la sua crescita, favorendo cellule più piccole che sono più competitive in queste condizioni. Queste piccole cellule di fitoplancton possono quindi essere meno produttive per l’ecosistema. D’altro canto, l’aumento della temperatura aumenta l’attività di predazione dello zooplancton sul fitoplancton, amplificando la diminuzione delle cellule più grandi che verranno prevalentemente consumate.
Nel complesso, ciò potrebbe quindi avere conseguenze su tutte le reti alimentari marine con prevedibili ripercussioni sulla pesca e sulle specie marine commerciali.
Come studiare questo fitoplancton invisibile a occhio nudo?
Per valutare questi effetti globali che stanno emergendo a cascata, nessun segreto, dobbiamo cercare di monitorare scrupolosamente le modalità con cui il riscaldamento globale impatta sul fitoplancton. Tuttavia, la scoperta dell’importanza del fitoplancton è relativamente recente nella storia della scienza e da allora i metodi per studiare questi organismi invisibili a occhio nudo si sono evoluti notevolmente.
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La necessità di acquisire più dati ha portato infatti ad un aumento delle campagne e delle osservazioni, con la volontà di adattare metodi e approcci di osservazione rendendoli più veloci e robusti, sia in fase di misurazione che in fase di analisi a posteriori. Per questo sono stati messi a punto metodi automatizzati di analisi del fitoplancton per poter analizzare l’intero compartimento nel modo più regolare possibile.
Tali strumenti si basano in particolare su misurazioni ottiche basate sulla fluorescenza dei pigmenti di microalghe (fluorimetri mono e multispettrali), sull’imaging (imager automatizzato simile al microscopio ottico) e sulla misurazione di parametri ottici cellulari (citometria a flusso). Il vero punto di forza di questi metodi è che possono essere utilizzati senza un intervento umano importante per diversi giorni o addirittura settimane, e quindi rendono possibile acquisire dati a risoluzioni mai ottenute prima a bordo di una nave da ricerca, di boe o di una nave di misurazione. routine.
Parallelamente e in modo complementare, la diversità del fitoplancton può essere studiata in modo quasi esaustivo anche utilizzando strumenti di biologia molecolare e nuove tecnologie di sequenziamento del DNA. È con questi metodi che il Laboratorio di Oceanologia e Geoscienze di Wimereux (Pas-de-Calais) ha acquisito una pletora di dati relativi al fitoplancton nel Canale della Manica e più precisamente nello Stretto di Pas-de-Calais (campagne DYPHYRAD).
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L’analisi di questi dati raccolti ogni settimana da più di dieci anni ha permesso di evidenziare i cambiamenti locali, in particolare negli ecosistemi costieri. Ciò è particolarmente vero per la temperatura dell’acqua del mare, che negli ultimi dieci anni è aumentata da +0,9 a +1,2 °C con un maggiore riscaldamento delle acque più vicine alla costa. Sono state evidenziate anche le variazioni nelle concentrazioni dei sali nutritivi (nitriti, nitrati, fosfati, silicati) necessari per la crescita e lo sviluppo del fitoplancton.
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Per molti anni i fertilizzanti azotati sono stati utilizzati in agricoltura per fertilizzare i terreni, il che portava, in caso di eccessivo scarico nelle acque, a notevoli proliferazioni di alghe, talvolta tossiche, e ad un degrado della qualità. acqua. Nella nostra area di studio, tuttavia, le concentrazioni di nitriti e nitrati, correlabili con l’uso di fertilizzanti agricoli, tendono a diminuire recentemente in prossimità delle coste, mentre erano ancora eccessive circa dieci anni fa. ‘anni. Al contrario, i fosfati, provenienti principalmente dal deflusso delle acque reflue, hanno mostrato una tendenza all’aumento negli ultimi dieci anni. I silicati, dal canto loro, sembrano aumentare maggiormente al largo, principalmente a causa dell’erosione delle rocce. Tuttavia, la silice svolge un ruolo chiave, soprattutto per le diatomee (un tipo di fitoplancton), nella formazione delle loro pareti cellulari.
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Una diminuzione della massa complessiva del fitoplancton
Tutte queste modifiche ambientali sembrano aver influenzato il fitoplancton marino, portando ad una diminuzione della sua massa totale ma ad un aumento del numero di cellule di fitoplancton presenti (contate mediante citometria a flusso automatizzata).
Ciò si spiega principalmente con la crescita di cellule di fitoplancton molto piccole, invisibili anche con un microscopio tradizionale (cianobatteri e picofitoplancton inferiori a 3 µm di diametro), mentre cellule più grandi (in particolare microfitoplancton, > 10 µm) tendono a diminuire, soprattutto in prossimità delle coste. . Questo cambiamento di dimensioni all’interno delle comunità di fitoplancton è stato precedentemente osservato in contesti di aumento della temperatura o di condizioni ambientali povere di nutrienti, dove queste piccole cellule sono generalmente più competitive.
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Sebbene siano più numerose, queste cellule di fitoplancton più piccole tendono a supportare meno bene la produttività delle reti alimentari marine. Una riduzione del 16% della massa totale di fitoplancton potrebbe quindi portare a una riduzione del 38% della massa dei pesci, con potenziali conseguenze sugli stock ittici e sui rendimenti della pesca. Inoltre, queste celle più piccole avrebbero anche una capacità inferiore di sequestrare il carbonio organico rispetto alle celle più grandi.
Inoltre, non saremmo immuni da uno squilibrio che potrebbe aumentare l’incidenza della comparsa di specie non autoctone e/o di specie che formano fioriture microalgali dannose (Harmful Algal Blooms-HAB) per le comunità animali e/o umane.
Questo articolo è pubblicato nell’ambito del Festival della Scienza (che si svolge dal 4 al 14 ottobre 2024) e di cui The Conversation France è partner. Questa nuova edizione si concentra sul tema “oceano della conoscenza”. Trovate tutti gli eventi nella vostra regione sul sito Fetedelascience.fr.
