Fondamentale per la vita sul Pianeta e per tutti gli esseri viventi (umani compresi), il fitoplancton è messo a rischio dai cambiamenti climatici. Ecco come e perché è un motivo di preoccupazione
Il fitoplancton è fondamentale per la vita sulla terra. Proprio così: queste microalghe marine sono responsabili della creazione della metà dell’ossigeno mondiale. Non solo: grazie a questo insieme di organismi (esistono probabilmente 100mila specie diverse di fitoplancton marino) si attiva il più importante meccanismo di cattura e sequestro della CO2 grazie al quale è stato assorbito circa il 40% di tutta l’anidride carbonica immessa nell’atmosfera dall’uomo a partire dalla Rivoluzione Industriale.
Si tratta, insomma, della forma di vita vegetale più importante per gli ecosistemi acquatici. Ma cos’è il fitoplancton? Lo spiegheremo subito. Ma prima è bene evidenziare perché sia un elemento indispensabile per la vita di moltissimi esseri viventi, umani compresi. Dalla sua sopravvivenza corretta dipende buona parte del nostro futuro. I cambiamenti climatici stanno infatti causando mutamenti del fitoplancton di cui è bene preoccuparci sin da subito, perché le conseguenze potrebbero essere pesanti. Come segnala la Columbia Climate School, gli effetti già oggi sono devastanti: lungo la costa della California, centinaia di leoni marini e delfini si sono ammalati o sono morti dopo essere stati esposti alla fioritura di alghe tossiche causate dal “plancton dannoso”. E in Thailandia, migliaia di pesci sono morti a causa di bloom algale (vedremo di seguito cos’è).
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Cos’è il fitoplancton: la definizione
A proposito di fitoplancton, il significato di questo termine deriva dalle due parole greche phyto (“pianta”) e plancton (“vagabondo”). Rappresenta il fondamento della rete alimentare acquatica, i produttori primari, nutrendo un numero smisurato di specie, da organismi microscopici alle balene: si tratta insomma della la forma di vita vegetale più importante per gli ecosistemi acquatici. È composto da numerose specie di alghe unicellulari (alcuni fitoplancton sono batteri, la maggior parte sono piante o organismi unicellulari), invisibili, che vivono in sospensione in acqua dolce e salata, trovandosi alle più diverse latitudini e persino nelle regioni polari.
Il fitoplancton fa parte del grande insieme del plancton, che infatti definisce un insieme di organismi diversi variabili nelle dimensioni, da microscopiche (per la maggior parte) a crostacei o meduse facilmente visibili. E infatti il plancton si divide in fitoplancton, appunto, che costituisce la forma di vita vegetale, e zooplancton, forma di vita animale.
La crescita del fitoplancton dipende dalla disponibilità di anidride carbonica, luce solare e sostanze nutritive. Come le piante terrestri, esso richiede nutrienti come nitrati, fosfati, silicati e calcio. Sono diversi i fattori influenzano i suoi tassi di crescita, tra cui la temperatura e la salinità dell’acqua, la profondità dell’acqua, il vento e il tipo di predatori.
C’è poi una caratteristica singolare di questi microrganismi: la bioluminescenza, un fenomeno che riguarda organismi presenti in tutti gli oceani del mondo. E i più comuni sono proprio i dinoflagellati, che fanno parte proprio del fitoplancton. La bioluminescenza viene utilizzata per sfuggire ai predatori e funge da meccanismo di difesa nei dinoflagellati. Essi producono luce quando vengono disturbati ed emettono un lampo di luce della durata di una frazione di secondo.
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Fitoplancton, ossigeno e cattura della CO2
Il legame tra il fitoplancton e la CO2 è altrettanto forte quale quello tra fitoplancton e ossigeno. Nel primo caso è responsabile della maggior parte del trasferimento di anidride carbonica dall’atmosfera all’oceano. Essa viene consumata durante la fotosintesi e il diossido di carbonio viene incorporato negli organismi vegetali, nello stesso modo in cui immagazzinato nel legno e nelle foglie di un albero. La maggior parte di esso viene restituita alle acque superficiali quando il fitoplancton viene mangiato o si decompone, ma una parte cade nelle profondità oceaniche, venendo sequestrato dall’atmosfera. Questo processo, chiamato pompa biologica del carbonio, rende l’oceano il più grande serbatoio di CO2 della Terra. Grazie a questo meccanismo ogni anno circa 10 gigatonnellate (ovvero 10 miliardi di tonnellate equivalenti) di CO2 vengono trasferite dall’atmosfera alle profondità dell’oceano, sottolinea l’Earth Observatory della NASA.
Nel caso della produzione di ossigeno da parte del fitoplancton, essa avviene perché, come le piante terrestri, il fitoplancton contiene clorofilla. Usa la luce solare e sostanze nutritive come fosfato, nitrato e calcio per creare energia e crescere, assorbendo anidride carbonica e rilasciando ossigeno. Tutto il fitoplancton effettua la fotosintesi, ma alcuni ottengono energia aggiuntiva consumando altri organismi.
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Perché il fitoplancton è importante
Il primo motivo d’importanza del fitoplancton è costituito, come detto, dalla sua produzione di ossigeno e dal fatto che contribuisca al processo di cattura e sequestro della CO2. Basterebbero già questi due pregi per comprendere la sua enorme importanza. Anche se il fitoplancton costituisce meno dell’1% della biomassa totale sulla Terra in grado di svolgere fotosintesi, fornisce circa il 45% della produzione primaria globale (Fonte: NASA). Senza il fitoplancton, la maggior parte delle reti alimentari oceaniche collasserebbe, il che sarebbe devastante sia per la vita marina che per gli esseri umani che fanno affidamento sui pesci per il cibo.
Tuttavia, i suoi pregi non finiscono qui. E’ infatti utile agli esseri umani anche in altri modi. Risorsa rinnovabile, è ricco di proteine e può fornire un’alternativa alla farina di pesce utilizzata in acquacoltura e integratori per mangimi per animali a base di carne e soia. Mentre la coltivazione della soia e di altre colture consuma terra, fertilizzanti e altre risorse, la produzione di alghe richiede poco spazio ed è meno dannosa per l’ambiente.
Inoltre gli enzimi del plancton (di cui il fitoplancton fa parte) sono utilizzati nei prodotti farmaceutici e alimentari. I grassi del plancton vengono ad esempio usati nei cosmetici e negli integratori alimentari. Il fitoplancton contiene infatti numerose sostanze bioattive e metaboliti secondari, comprese le tossine, potenzialmente preziose per le industrie farmaceutiche, nutraceutiche e biotecnologiche.
Cambiamenti climatici e fitplancton: l’harmful algal bloom
Il fitoplancton è prezioso per la vita sulla Terra, ma solo quando è in equilibrio. Purtroppo i cambiamenti climatici e l’inquinamento delle acque sono spesso responsabili di fioriture del fitoplancton esplosive, sia in acqua dolce che salata: si tratta del cosiddetto HAB, Harmful Algal Bloom, un fenomeno potenzialmente tossico per la fauna marina e non solo. Tra le conseguenze di queste fioriture esplosive di fitoplancton si citano:
- Produzione di tossine dannose per pesci, molluschi, uccelli, animali e persino esseri umani.
- Anossia, cioè l’esaurimento dell’ossigeno disciolto in acqua, che provoca la morte degli organismi acquatici.
- Riduzione della trasparenza dell’acqua, fenomeno che altera la fotosintesi danneggiano l’intero ecosistema.
- Contaminazione della catena alimentare, poiché i filtratori come mitili e ostriche possono accumulare tossine
Ma quali sono le cause della fioritura esplosiva del fitoplancton? L’harmful algal bloom è favorito da:
- Eutrofizzazione delle acque: eccesso di nutrienti (azoto, fosforo) dovuto a scarichi agricoli o urbani.
- Temperature elevate: l’acqua calda accelera la crescita algale.
- Acque stagnanti o poco movimentate.
- Alterazioni climatiche, come la diminuzione delle piogge o l’aumento della salinità.
Le conseguenze sulla salute di questo fenomeno, che impatta gli animali tanto quanto gli esseri umani, possono essere lievi, gravi o addirittura fatali, a seconda del tipo di tossina e del livello di esposizione.
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Le operazioni di monitoraggio e tutela del fitoplancton
Il fitoplancton, come abbiamo illustrato, è una parte cruciale degli ecosistemi oceanici ed essenziali per la vita come la conosciamo sulla Terra. Per monitorarne le condizioni di salute la NASA ha lanciato il satellite PACE (Plankton, Aerosol, Cloud e ocean Ecosystem) all’inizio del 2024. Il suo obiettivo è quello di scrutare l’oceano e raccogliere dati sui colori della luce riflessa da esso, fornendo informazioni preziose per sapere dove prosperano i diversi tipi di fitoplancton.
L’Ocean Color Instrument di PACE è in grado di osservare più di 100 diverse lunghezze d’onda ed è il primo satellite scientifico a farlo quotidianamente su scala globale. Questo strumento consentirà per la prima volta di identificare il fitoplancton per specie dallo spazio.
PACE non è comunque il primo satellite che ci permette di osservare il fitoplancton dallo spazio. Le missioni precedenti, come Terra, Aqua, Landsat e SeaWiFS (il sensore ad ampio campo visivo per la visione del mare) hanno raccolto dati sul fitoplancton dagli anni Novanta del XX secolo.
Andrea Ballocchi
