martedì, Luglio 23, 2019
RICERCANDO ALL'ESTERO

La produttività del fitoplancton è legata alla trasparenza del mare

La torbidità del mare del Nord ha subito notevoli cambiamenti nel corso dell’ultimo secolo, alcuni dei quali hanno influenzato la quantità di luce a disposizione dei microrganismi marini per fare fotosintesi.

RICERCANDO ALL’ESTERO – La disponibilità di luce è uno dei fattori cruciali per la vita nel mare. Grazie ai raggi solari che penetrano nell’acqua, infatti, gli organismi vegetali come il fitoplancton, le alghe macroscopiche e altre piante superiori possono svilupparsi e crescere attraverso la fotosintesi. Più l’acqua è profonda o torbida, meno luce è a disposizione di questi organismi per la loro sopravvivenza.

Elisa Capuzzo è ricercatrice presso il Centre for Environment, Fisheries and Aquaculture Science (Regno Unito), e si occupa di fitoplancton, produzione primaria, alghe e cambiamenti delle proprietà fisico-chimiche dell’acqua, in particolare la trasparenza.


Nome: Elisa Capuzzo
Età: 39 anni
Nata a: Mirano (VE)
Vivo a: South Petherton (Regno Unito)
Dottorato in: biologia marina (Edimburgo, Scozia)
Ricerca: cambiamenti a lungo termine del fitoplancton e della trasparenza dell’acqua nel mare del Nord
Istituto: Cefas (Weymouth, UK).
Interessi: viaggiare, provare nuovi cibi
Di South Petherton mi piace: il villaggio, la campagna
Di South Petherton non mi piace: il tempo meteorologico
Pensiero: Tutto arriva a chi sa aspettare.


Qual è l’impatto dei cambiamenti di trasparenza dell’acqua sull’ecosistema marino?

Un elemento importante per gli ecosistemi acquatici è il fitoplancton, microscopiche alghe che si spostano con le correnti e che sono alla base della catena alimentare marina.

Fitoplancton osservato con un microscopio invertito a contrasto di fase. Crediti: Elisa Capuzzo

La trasparenza è un parametro che dipende dal numero di particelle sospese nell’acqua, come sedimenti, sabbia o microrganismi. Cambiamenti nella trasparenza dell’acqua sono connessi a una minore produzione di fitoplancton: la ridotta disponibilità di luce, infatti, condiziona la capacità di fare fotosintesi di questi organismi, e quindi la loro crescita e riproduzione.
A loro volta, cambiamenti nel fitoplancton hanno un impatto sugli altri elementi della catena alimentare, in particolare sul successo delle larve dei pesci di diventare adulti.

Infine, ci sono anche tutte le dinamiche preda-predatore da considerare: per cacciare o nascondersi, i pesci hanno bisogno di vedere e una ridotta trasparenza può favorire organismi come le meduse che, al contrario, cacciano le loro prede per contatto.

Come è cambiata la trasparenza del mare nel corso del tempo?

Negli ultimi anni ho preso parte a un progetto sulla trasparenza dell’acqua del mare del Nord. È un mare particolare perché la zona che confina con la Germania, il Belgio e la Francia è molto torbida, di colore marrone e presenta un sacco di sedimenti e di sabbia risospesi. Invece verso nord, più vicino alla Scozia e alla Norvegia, il colore dell’acqua è più blu e trasparente.

Estuario del Tamigi, dove le acque marroni del fiume si mescolano con quelle blu del mare del Nord. Crediti: Elisa Capuzzo

Per capire se ci sono stati dei cambiamenti nella disponibilità di luce nel tempo, abbiamo preso tutte le misure esistenti sulla trasparenza dell’acqua dagli inizi del ‘900 a oggi e le abbiamo raccolte in un database. Alcuni dati li abbiamo recuperati e trascritti addirittura dai vecchi diari di bordo delle navi.

Stato del mare del Nord agli inizi del Novecento. La colonna d’acqua è chiara e il fondale marino è popolato da organismi bentonici, tra cui le ostriche. Crediti: Capuzzo et al., 2018.

In passato la trasparenza veniva misurata grazie al disco di Secchi, strumento che si fa risalire a padre Angelo Secchi, gesuita e astronomo della prima metà dell’Ottocento. Non è noto se il religioso sia effettivamente l’inventore del sistema ma di certo è stato il primo a scriverci un articolo.
Il disco di Secchi è un disco bianco, con diametro di 30 centimetri, attaccato a una corda graduata, che veniva immerso in acqua fino a quando non era più visibile. A questo punto si misurava la profondità di scomparsa: in acque molto torbide, già dopo un metro se ne perdeva la visuale, in acque più trasparenti, come in mezzo all’oceano, anche dopo 20-30 metri. 

Misura della trasparenza dell’acqua tramite il disco di Secchi. Crediti: Elisa Capuzzo

Nel 1900 l’acqua era più torbida o più trasparente?

La parte che adesso vediamo marrone, quindi quella più a sud, era molto più trasparente e i dati mostrano che ha cominciato a cambiare colore nella seconda metà del Novecento.

Stato del mare del Nord a fine Novecento. La trasparenza dell’acqua è diminuita a causa dell’aumento di materiali risospesi, l’introduzione della pesca a strascico e cambiamenti nella direzione del vento. Crediti: Capuzzo et al., 2018.

Per capirne le cause abbiamo innanzitutto controllato lo stato degli organismi che vivono sul fondo. Dai dati sulla dieta dei pesci, abbiamo dedotto che all’inizio del secolo scorso c’erano un sacco di ostriche sul fondale marino che, grazie alla loro azione filtrante, erano in un certo senso in grado di pulire l’acqua. Inoltre, stando sul fondo, riuscivano a trattenere i sedimenti e la sabbia, proteggendo la superficie in caso di tempesta. Oggi le ostriche non ci sono più, i grandi organismi filtratori sono meno numerosi e sul fondo sono presenti molluschi più piccoli con minore azione filtrante. La scomparsa delle ostriche potrebbe essere dovuta all’introduzione di particolari tecniche di pesca, come la pesca a strascico con la sfogliara (in inglese beam trawling) che, raschiando il fondo, cattura gli organismi bentonici. E, contemporaneamente, risospende i sendimenti, aumentando la torbidità.

Sicuramente ci sono stati altri fattori che hanno condizionato la trasparenza dell’acqua: per esempio il vento, che agisce sul moto ondoso e contribuisce al rimescolamento del fondo; oppure la perdita delle zone acquitrinose salmastre nell’estuario del Tamigi, avvenuta tra gli anni Settanta e Ottanta e responsabile di un aumento di sedimenti riversati nel mare del Nord.

Anche il fitoplancton ha contribuito alla torbidità?

Effettivamente negli Settanta-Ottanta c’è stato un aumento di alghe nelle acque del mare del Nord, probabilmente causato dalle immissioni di azoto e fosforo associate alle tecniche agricole e ai detersivi dell’epoca. Tuttavia, dal 1988 sono entrate in vigore le misure di controllo per la protezione del mare del Nord che hanno portato a una riduzione nella presenza di questi elementi. Quindi possiamo dire che il cambiamento osservato nella trasparenza dell’acqua sia dovuto prevalentemente alla presenza di sedimenti del fondo marino.

Analizzando tutti i dati raccolti, abbiamo visto che la riduzione della trasparenza di metà Novecento è connessa a una minore capacità del fitoplancton di crescere e che negli ultimi 25 anni la produttività nel mare del Nord è diminuita.

Quali sono le prospettive future del tuo lavoro?

Stiamo cercando di sviluppare un indicatore di produttività del fitoplancton da inserire nei programmi di monitoraggio sullo stato dell’ambiente marino. Un simile indicatore non è facile da valutare, non bastano termometri o sensori ma bisogna mettere a punto degli esperimenti veri e propri. Per questo si è creato un gruppo di esperti che nei prossimi anni cercherà di individuare un metodo per valutare la produttività e seguire i cambiamenti dello stato di salute del fitoplancton.

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Pubblicato con licenza Creative Commons Attribuzione-Non opere derivate 2.5 Italia.   

Luisa Alessio
Biotecnologa di formazione, ho lasciato la ricerca quando mi sono innamorata della comunicazione e divulgazione scientifica. Ho un master in comunicazione della scienza e sono convinta che la conoscenza passi attraverso la sperimentazione in prima persona. Scrivo articoli, intervisto ricercatori, mi occupo della dissemination di progetti europei, metto a punto attività hands-on, faccio formazione nelle scuole, ho una rubrica su Radio Punto Zero Tre Venezie. E adoro perdermi nei musei scientifici.

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