Fitoplancton, cos’è e perché è fondamentale per la vita sulla terra

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 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

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, sottolinea ARPAT. 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, persino nelle regioni polari.

Fa parte del plancton, che definisce un insieme di organismi diversi variabili nelle dimensioni, da microscopiche (per la maggior parte) a crostacei o meduse facilmente visibili. 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 che li pascolano.

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Fitoplancton, ossigeno e 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 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.

C’è poi una caratteristica singolare di questi microrganismi: la bioluminescenza. Organismi bioluminescenti sono presenti in tutti gli oceani del mondo. I più comuni tra questi sono i dinoflagellati, facenti parte 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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L’importanza del fitoplancton

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.
Gli enzimi del plancton (di cui il fitoplancton fa parte) sono utilizzati nei prodotti farmaceutici e alimentari. I grassi del plancton vengono utilizzati nei cosmetici e negli integratori alimentari. Il fitoplancton contiene numerose sostanze bioattive e metaboliti secondari, comprese le tossine, potenzialmente preziose per le industrie farmaceutiche, nutraceutiche e biotecnologiche.

I pericoli del fitoplancton

I cambiamenti climatici sono i responsabili potenziali della frequenza delle grandi fioriture di fitoplancton in acqua dolce e nell’oceano. Numerosi fattori contribuiscono a tali fioriture: più nutrienti nell’acqua derivanti dal deflusso dei fertilizzanti o dalle acque reflue; la risalita delle acque profonde dell’oceano verso la superficie, che apporta più nutrienti; temperature dell’acqua più calde; flusso d’acqua lento o acqua ferma.

Il bloom algale nocivo

Quando le condizioni sono ottimali, le popolazioni di fitoplancton possono crescere in modo esplosivo, un fenomeno che viene considerato come fioritura (bloom) algale nociva. Le grandi fioriture possono essere benefiche per la vita marina e la pesca, ma il bloom algale nocivo può essere tossico per le creature viventi o danneggiare l’ambiente in altri modi. In acque più calde crescono infatti più velocemente delle alghe non tossiche. I cianobatteri possono trasformare l’acqua in verde, blu, rosso o marrone e spesso producono una schiuma maleodorante sulla superficie dell’acqua.

Alcuni cianobatteri producono tossine che possono causare danni neurologici. Altri rilasciano tossine che causano danni al fegato, irritazioni cutanee o problemi respiratori. Le persone e gli animali domestici possono essere esposti alle tossine nuotando o ingerendo acqua contaminata, inalando goccioline di tossine presenti nell’aria o mangiando pesce o crostacei contaminati, anche dopo che sono stati cotti. Gli impatti sulla salute 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 lancerà il satellite PACE (Plankton, Aerosol, Cloud e ocean Ecosystem) all’inizio del 2024. Esso scruterà l’oceano e raccoglierà 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 sarà 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 sarà il primo satellite a permetterci di vedere il fitoplancton dallo spazio. La missione è il successore di missioni come Terra, Aqua, Landsat e SeaWiFS (il sensore ad ampio campo visivo per la visione del mare), che hanno raccolto dati sul fitoplancton dagli anni Novanta del XX secolo.

Andrea Ballocchi