Uno studio rileva che l'acidificazione degli oceani cambia la chimica interna del fitoplancton

Uno studio pubblicato su Nature Geoscience ha rilevato che l'anidride carbonica immessa nell'atmosfera sta modificando la chimica interna del fitoplancton, gli organismi fotosintetici microscopici che costituiscono la base delle reti trofiche marine e producono circa la metà dell'ossigeno sulla Terra. Un team guidato dall'Istituto di ricerca sulla pesca del Mar Giallo e dall'Istituto di tecnologia di Harbin, in Cina, ha coltivato in laboratorio una specie di diatomea chiamata Thalassiosira pseudonana. Secondo Phys.org, i ricercatori hanno esposto le diatomee a elevate concentrazioni di anidride carbonica e a basso fosfato per vedere come avrebbero risposto.

Il team ha coltivato le diatomee per 880 giorni, nell'arco di più di 1.000 generazioni, e le ha testate in quattro configurazioni: un gruppo di controllo che riproduceva le condizioni oceaniche attuali, un ambiente con basso fosfato, un ambiente con elevata anidride carbonica e un ambiente combinato con sia elevata anidride carbonica sia basso fosfato. Il team ha monitorato le cellule nel corso dell'esperimento, profilando i cambiamenti nella crescita, nell'espressione genica e nella chimica interna. Per verificare se eventuali cambiamenti fossero ereditati o fossero reazioni temporanee allo stress, hanno riportato le diatomee che si erano evolute in presenza di elevata anidride carbonica a livelli normali di anidride carbonica dopo 1.000 generazioni.

Quando i livelli di anidride carbonica erano elevati, le diatomee crescevano più rapidamente e mantenevano tassi di fotosintesi più alti anche quando venivano riportate a livelli normali di anidride carbonica, il che, secondo gli autori dello studio, suggerisce che i cambiamenti erano diventati ereditari anziché essere risposte temporanee al loro ambiente. In condizioni di basso fosforo, le diatomee esposte a livelli elevati di anidride carbonica contenevano, nel tempo, circa il 26% in meno di fosforo organico rispetto al carbonio. Tale calo del contenuto di fosforo si invertiva quando cambiavano i livelli di anidride carbonica, il che significa che l'allocazione interna del fosforo rimane flessibile anziché fissata in modo permanente.

Per gestire questa situazione, le cellule hanno esaurito le loro riserve di fosforo di scorta e sono passate a lipidi di membrana privi di fosforo, consentendo loro di continuare a crescere con un bilancio del fosforo più contenuto. "Di conseguenza, l'accumulo di carbonio diventa progressivamente disaccoppiato dall'immagazzinamento del fosforo", hanno scritto gli scienziati.

I ricercatori hanno anche confrontato i loro risultati con campioni di plancton selvatico e esperimenti su comunità naturali di plancton costiero, analizzato dati globali sull'espressione genica e utilizzato modelli del sistema Terra per prevedere i cambiamenti globali fino al 2100. Le comunità naturali di plancton costiero hanno rispecchiato i risultati di laboratorio, in particolare dove il fosfato era scarso. Tuttavia, i ricercatori hanno osservato che "è improbabile che la direzione dei cambiamenti nel metabolismo del P legati all'OA [acidificazione degli oceani] sia universale tra i taxa".

I risultati suggeriscono che, man mano che gli oceani diventano più acidi, il fitoplancton potrebbe continuare a crescere usando meno fosforo, modificando potenzialmente l'equilibrio dei nutrienti negli ecosistemi marini. Phys.org ha riferito che non è chiaro che cosa significhino esattamente questi cambiamenti per la vita marina.