Modelli dei batteri marini e del cambiamento climatico

Le particelle di materiale organico che affondano rappresentano una componente chiave della pompa biologica del carbonio, che prende il carbonio dall’atmosfera e lo deposita nel mare profondo. Una conoscenza dettagliata di questo fenomeno è necessaria per sviluppare dei modelli accurati che mostrano il ruolo dell’oceano nel cambiamento climatico.

Cambiamento climatico e Ambiente

Per fornire una migliore comprensione dei fattori che controllano la diversità microbica negli oceani è stata creata un’iniziativa finanziata dall’UE. Il progetto BACPAC ha studiato se le particelle marine che scendono dagli strati superficiali produttivi erano colonizzati dalle stesse comunità di batteri che sono presenti nelle acque circostanti. Sono stati condotti degli studi su quanto efficacemente queste colonie scompongono le particelle e se questi modelli si sono modificati nel tempo e nello spazio. Queste attività sono state svolte in laboratorio e in siti sul campo nell’Atlantico del Nord e nell’Artide. I risultati hanno mostrato che le particelle che affondano vengono colonizzate principalmente negli strati superficiali dell’oceano, dove avviene la loro formazione. Uno dei fattori più importanti della materia organica che affonda sono le pallottole fecali prodotte dallo zooplancton che si nutre di piante microscopiche (fitoplancton). La comunità batterica viene conservata mentre le particelle affondano, introducendo in tal modo nuovi tipi di batteri nell’ambiente delle profondità marine. Le interazioni tra zooplancton e fitoplancton sono state studiate usando i copepodi allevati in laboratorio della specie Acartia grani. L’obbiettivo era quello di determinare se la comunità batterica nelle pallottole fecali dello zooplancton ha origine dalla dieta o dall’intestino dei consumatori. Questa è una domanda importante poiché le condizioni ambientali a cui sono adattati i batteri associati alle pallottole fecali influiscono sul tasso di degradazione delle pallottole. BACPAC ha inoltre studiato la variazione nella composizione della comunità batterica associata con diverse specie di zooplancton nel Mediterraneo occidentale e nell’Oceano Atlantico orientale. Le specie di zooplancton di grandi dimensioni sono in grado di spostarsi verticalmente tra diverse superfici e profondità dell’oceano e potrebbero contribuire allo scambio a doppio senso di differenti tipi di batteri. I risultati preliminari hanno mostrato che le comunità batteriche associate allo zooplancton generalmente avevano un basso numero di specie in confronto alle acque circostanti. Tuttavia, erano compresi tipi di batteri che raramente si trovano negli ambienti marini. Gli studi hanno anche rivelato che lo zooplancton si ciba di minuscoli picocianobatteri. Questi ultimi sono estremamente abbondanti nell’oceano, ma tradizionalmente erano considerati troppo piccoli per essere mangiati dalla maggior parte dello zooplancton. Il lavoro condotto da BACPAC porterà un beneficio diretto fornendo nuovi dati sulle comunità batteriche e sulla loro degradazione delle particelle organiche provenienti dallo strato superficiale produttivo dell’oceano. Questo fornirà preziose informazioni per riuscire a sviluppare dei modelli biogeochimici per descrivere il ciclo del carbonio marino.