La magia della vita nell’Oceano Antartico: plancton profumato, krill e grandi uccelli marini rinfrescano il pianeta

[21 marzo 2014]

I grandi uccelli marini trasvolatori dell’Oceano antartico hanno un effetto importante sia sulla salute dell’ecosistema marino che nella regolazione del clima globale, e il tutto nasce da un legame quasi “magico” con il fitoplancton. E’ il sorprendente risultato di uno studio (Evidence that dimethyl sulfide facilitates a tritrophic mutualism between marine primary producers and top predators) pubblicato su Proceedings of National Academy of Sciences  da un team dell’università di California-Davis.

I ricercatori spiegano che quando il fitoplancton viene mangiato dal krill, rilascia un segnale chimico che richiama gli uccelli che si nutrono di questi crostacei.  Allo stesso tempo, questo segnale chimico, il  dimetil solfuro, o Dms, costituisce composti di zolfo nell’atmosfera che favoriscono la formazione di nubi e contribuiscono a raffreddare il pianeta. La catena vivente si chiude con gli uccelli marini consumano il krill erbivoro e fertilizzano il fitoplancton con il ferro, che è scarso nel  vasto Oceano Meridionale.

Gabrielle Nevitt, che insegna neurobiologia e fisiologia  del comportamento all’Uc Davis e che ha redatto lo studio insieme a Matthew Savoca,  dice che «I dati sono davvero sorprendenti. Tutto questo suggerisce che i grandi predatori marini sono importanti nella regolazione del clima, anche se sono per lo più lasciati fuori dei modelli climatici. Oltre a studiare come questi grandi predatori marini stanno rispondendo ai cambiamenti climatici, i nostri dati suggeriscono che una  maggiore attenzione dovrebbe essere concentrata su come loro  stessi abbiano un impatto sui sistemi ecologici e il  clima di impatto. Studiare il Dms come molecola segnale svela la connessione».

La Nevitt studia da 25 anni negli uccelli d’alto mare e per prima ha dimostrato che i grandi predatori marini utilizzano i regolatori chimici del clima per il foraggiamento e la navigazione in mare aperto. «Il Dms è ormai noto per essere un segnale importante per le procellarie e gli albatros, e l’idea è stata estesa a diverse specie di pinguini, foche, squali, tartarughe marine, pesci di barriera corallina e possibilmente balene», sottolinea la ricercatrice.

Il fitoplancton svolge in mare aperto la funzione delle piante, assorbendo anidride carbonica e luce solare per crescere. Quando questi microrganismi muoiono rilasciano un enzima che produce Dms. Il  ruolo del  Dms come regolatore climatico era stato già proposto negli anni ’80 da Robert Charlson, James Lovelock, Meinrat Andreae e Stephen Warren nel 1980. Secondo la loro “Claw hypothesis”  il riscaldamento degli oceani portano ad una maggiore crescita del fitoplancton, che a sua volta rilascia un precursore del Dms quando muore, l’aumento dei livelli di Dms causa la formazione di nubi nell’atmosfera, le nubi riflettono la luce solare, contribuendo a raffreddare il pianeta. E’ il “negative feedback loop” che controllerebbe la temperatura di “Gea” il nostro pianeta vivente. .

Savoca e Nevitt hanno controllato 50 anni di dati sui contenuti degli stomaci degli uccelli marini e li hanno incrociati con i risultati sperimentali di Nevitt secondo i quali le specie utilizzano il  Dms per trovare il cibo, così hanno scoperto che le specie che rispondono al Dms si alimentano prevalentemente di krill che pascola nelle praterie del fitoplancton.

Sulla terraferma, ci sono diversi esempi di piante che rispondono agli attacchi degli insetti producendo sostanze chimiche che attraggono i predatori che si nutrono di quegli  insetti. Nevitt e Savoca sono conviti che la stessa cosa succeda in mare aperto: quando fitoplancton viene attaccato dal krill, rilascia il Dms che attrae i predatori che si cibano dei crostacei.

Dato che l’Oceano Antartico non ha grandi masse continentali, in cambio, visto che in natura nessun pasto è gratis,  gli uccelli contribuiscono fertilizzando l’oceano con il ferro contenuto bei loro escrementi, favorendo la crescita del plancton e riavviando il ciclo.

Nevitt conclude: «Il lavoro suggerisce che collegando uccelli marini predatori e fitoplancton – i livelli superiore e inferiore della catena alimentare – il Dms svolge un ruolo importante nell’ecosistema marino, che ha effetti sul  clima assorbendo carbonio, come pure un ruolo fisico nel generare nuvole. Studiare  come gli uccelli marini utilizzano si segnali del profumo delle aree di foraggiamento ci ha mostrato il meccanismo mediante il quale gli stessi uccelli marini contribuiscono alla regolazione del clima. Questo non è quello che ci aspettavamo, ma credo davvero che i nostri risultati abbiano un significato globale,” ha detto. Allo stesso tempo, il numero di questi uccelli è n calo, con quasi la metà delle specie che sono classificate come vulnerabili, a rischio o in pericolo di estinzione. I legami recentemente scoperti tra predatori e la base della rete alimentare dell’oceano significano  che un calo uccelli marini potrebbe avere un effetto significativo sulla produttività marina».