Noctiluca scintillans si diffonde nel Mar Arabico

Noctiluca scintillans, un organismo straordinariamente resiliente, quasi sconosciuto, 20 anni fa si è proliferato e ha continuato a diffondersi ad un ritmo allarmante nel Mar Arabico, formando turbinii e filamenti verdi spessi e maleodoranti che sono visibili anche dallo spazio.

Questo insolito organismo sono i Noctiluca scintillans - un organismo planctonico di dimensioni millimetriche con una straordinaria capacità di sopravvivere, prosperare e forzare le diatomee, il plancton fotosintetizzante che tradizionalmente ha sostenuto la rete alimentare del Mar Arabico. Noctiluca scintillans non è un alimento preferito per gli organismi più grandi, quindi queste grandi fioriture, che si ripetono ogni anno e durano per diversi mesi, stanno interrompendo la base della catena alimentare marina della regione, minacciando la pesca che sostiene 150 milioni di persone e forse esacerbando l'ascesa della pirateria criminale nella regione.

Una nuova ricerca pubblicata su Nature's Scientific Reports (1) descrive come la continua perdita di neve nella regione dell'Altopiano himalayano-tibetano sta alimentando l'espansione di questa fioritura algale distruttiva. Guidato dal dottor Joaquim I Goes, (2) dell'Osservatorio terrestre Lamont-Doherty della Columbia University, lo studio utilizza dati sul campo, esperimenti di laboratorio e decenni di immagini satellitari della NASA per collegare l'ascesa dei Noctiluca scintillans nel Mar Arabico con i ghiacciai in fusione e un monsone invernale indebolito.

Normalmente, i freddi venti monsonici invernali che soffiano dall'Himalaya raffreddano la superficie degli oceani. Queste acque più fredde affondano e vengono sostituite con acque ricche di nutrienti dal basso. Durante questo periodo, il fitoplancton, i principali produttori della catena alimentare, prospera negli strati superiori illuminati dal sole e ricchi di nutrienti e nei paesi circostanti vedono molti pesci che si nutrono direttamente o indirettamente sul fitoplancton. Ma con il restringimento dei ghiacciai e la copertura nevosa in Himalaya, i venti monsonici che soffiano al largo della terra sono più caldi e umidi, con conseguente diminuzione della miscelazione convettiva e riduzione della fertilizzazione degli strati superiori.

In questo scenario, il fitoplancton come le diatomee è in svantaggio, ma non i Noctiluca scintillans. A differenza delle diatomee, i Noctiluca scintillans non si basano solo sulla luce solare e sui nutrienti; possono anche sopravvivere mangiando altri microrganismi. Ogni Noctiluca scintillan ospita migliaia di endosimbionti fotosintetizzanti all'interno della sua cella bulbosa, trasparente, simile a una serra. Gli endosimbionti verdi forniscono energia dalla fotosintesi, mentre il suo flagello a coda consente di afferrare qualsiasi microscopico plancton dall'acqua circostante come fonte aggiuntiva di cibo.

Questa duplice modalità di acquisizione dell'energia offre un enorme vantaggio per prosperare e interrompere la classica catena alimentare del Mar Arabico. Il secondo vantaggio dei Noctiluca scintillans è che i loro endosimbionti accumulano molta ammoniaca nella cellula, rendendo l'organismo sgradevole per i grandi pascoli. Come terzo vantaggio, l'ammoniaca accumulata è anche un deposito di nutrienti azotati per gli endosimbionti, rendendoli meno vulnerabili alla diminuzione degli input di nutrienti da una miscelazione convettiva indebolita.

La fioritura di Noctiluca scintillans è apparsa per la prima volta alla fine degli anni '90. La vastità delle loro fioriture, che si verificano ogni anno, minaccia la catena alimentare già vulnerabile del Mar Arabico perché i suoi simbionti non solo competono con il fitoplancton per i nutrienti ricostituiti ogni anno, ma si nutrono del fitoplancton stesso. Tuttavia, solo meduse e sali sembrano trovare appetibile i Noctiluca scintillans. In Oman, gli impianti di desalinizzazione, le raffinerie di petrolio e gli impianti di gas naturale sono costretti a ridurre le operazioni perché sono soffocati dalle fioriture dei Noctiluca scintillans e dalle meduse che sciamano per nutrirsi di esse. La conseguente pressione sull'approvvigionamento alimentare marittimo e la sicurezza economica potrebbero anche aver alimentato l'aumento della pirateria in paesi come Yemen e Somalia.

«Questo è probabilmente uno dei cambiamenti più drammatici che abbiamo visto che è legato al cambiamento climatico», ha detto il dottor Joaquim I Goes che, insieme alla ricercatrice del laboratorio Lamont Helga do Rosario Gomes, (3) ha studiato il rapido aumento di questo organismo da oltre 18 anni. «Abbiamo localizzato i Noctiluca scintillans nel sud-est asiatico, al largo delle coste della Thailandia e del Vietnam, e fino a sud delle Seychelles. Ovunque fiorisca sta diventando un problema. Inoltre, danneggia la qualità dell'acqua e provoca molta mortalità per i pesci.»

Lo studio fornisce nuove e convincenti prove degli impatti a cascata del riscaldamento globale sui monsoni indiani, con implicazioni socioeconomiche per grandi popolazioni del subcontinente indiano e del Medio Oriente.

«La maggior parte degli studi relativi ai cambiamenti climatici e alla biologia degli oceani si concentra sulle acque polari e temperate e i cambiamenti nei tropici passano in gran parte inosservati», ha affermato Goes.

Lo studio evidenzia come gli oceani tropicali vengano influenzati in modo sproporzionato, perdendo la loro biodiversità e cambiando più rapidamente delle previsioni del modello convenzionale. Ciò potrebbe presagire conseguenze a lungo termine per i paesi della regione già colpiti da problemi socioeconomici dovuti alla guerra, alla povertà e alla perdita di mezzi di sussistenza, ha affermato Goes.

Alla ricerca hanno collaborato anche gli scienziati di Lamont-Doherty: O. Roger Anderson, Douglas G. Martinson e gli studenti delle scuole superiori che lavorano con l'osservatorio. Altri co-autori includono ricercatori del Ministero della Pesca e dell'Agricoltura e del Ministero degli Affari Esteri dell'Oman, nonché ricercatori dell'Università Sultan Qaboos dell'Oman e delle università Tiangong e Xiamen in Cina.

La ricerca è stata finanziata dalla NASA Earth Sciences, dalla Gordon and Betty Moore Foundation e dal Sultan Qaboos Cultural Center.

Il Lamont-Doherty Earth Observatory è la sede della Columbia University per la ricerca sulle scienze della Terra. I suoi scienziati sviluppano conoscenze fondamentali sull'origine, l'evoluzione e il futuro del mondo naturale, dall'interno più profondo del pianeta fino ai confini esterni della sua atmosfera, in ogni continente e in ogni oceano, fornendo una base razionale per le difficili scelte che l'umanità deve affrontare. (4)

Il Earth Institute, Columbia University mobilita le scienze, l'istruzione e le politiche pubbliche per realizzare una terra sostenibile. (5)

Riferimenti:

(1) Ocean scientists work to forecast huge plankton blooms in Arabian Sea

(2) Joaquim I Goes

(3) Helga do Rosario Gomes

(4) Lamont-Doherty Earth Observatory

(5) The Earth Institute - Columbia University

Descrizione foto: Noctiluca fiorisce nel Mar Arabico, visto dallo spazio. Il coautore Khalid Al-Hashmi dell'Università Sultan Qaboos dell'Oman mostra una bottiglia di acqua marina contaminata da Noctiluca. Gli organismi di dimensioni millimetriche possono sia eseguire la fotosintesi sia cacciare altri organismi per il cibo. - Credit: Norman Kuring/NASA, Courtesy Joaquim Goes, Kali McKee/Lamont-Doherty Earth Observatory.

Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: Shrinking Snowcaps Fuel Harmful Algal Blooms in Arabian Sea