Oscillazioni termiche ed eventi estremi: minaccia crescente per ecosistemi marini. Il caso Calafuria

Un recente studio condotto a Calafuria (Livorno) dall’Università di Pisa e dalla Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa, pubblicato sulla prestigiosa rivista “Nature Communications”, ha messo in luce una preoccupante realtà per il futuro dei nostri mari: le oscillazioni termiche sempre più accentuate e gli eventi estremi legati al cambiamento climatico rappresentano una seria minaccia per la salute degli ecosistemi marini.

La ricerca si è concentrata sul biofilm, una sottile ma fondamentale pellicola vivente composta da microalghe e batteri che riveste le scogliere e svolge un ruolo cruciale per la vita marina costiera. Gli scienziati hanno utilizzato gli scogli di Calafuria, in provincia di Livorno, come un vero e proprio laboratorio naturale per osservare da vicino come questo elemento chiave reagisce alle variazioni di temperatura dell’aria.

L’esperimento: due regimi termici a confronto

Per comprendere l’impatto dei cambiamenti climatici, i ricercatori hanno esposto il biofilm a due differenti regimi termici:

• Riscaldamento costante: simulando un aumento graduale e continuo delle temperature medie.
• Forti oscillazioni termiche: riproducendo le condizioni sempre più frequenti di sbalzi termici improvvisi tra picchi di calore e periodi più freschi, una diretta conseguenza dell’instabilità climatica.

I risultati: futuro incerto per la biodiversità marina

Le conclusioni dello studio sono state eloquenti e allarmanti:

• Un riscaldamento costante sembra favorire la presenza di una maggiore ridondanza funzionale all’interno del biofilm. Ciò significa che diverse specie presenti svolgono funzioni simili, creando una sorta di “assicurazione” che permette all’ecosistema di resistere meglio anche in caso di difficoltà o eventi estremi.
• Al contrario, le forti oscillazioni di temperatura hanno portato a una riduzione della diversità all’interno del biofilm. Si sono favorite specie a crescita rapida, capaci di riprendersi velocemente dopo uno shock termico. Tuttavia, questa “resilienza immediata” si traduce in una maggiore vulnerabilità funzionale nel lungo periodo, rendendo l’ecosistema più fragile di fronte a eventi estremi ripetuti.

Calafuria: Un Laboratorio Naturale Essenziale

L’area di Calafuria, con le sue piattaforme rocciose di arenaria esposte durante la bassa marea, si è rivelata un ambiente ideale per questo tipo di ricerca. La sua conformazione permette di studiare il biofilm marino in condizioni naturali, simulando l’aumento delle temperature attraverso l’utilizzo di speciali camere di metallo riscaldate e monitorate con sensori elettronici.

Tecnologie avanzate per comprendere il biofilm

Per analizzare la risposta del biofilm, i ricercatori hanno impiegato tecnologie all’avanguardia:

• Una fotocamera a infrarossi per misurare la quantità di clorofilla, un indicatore della salute e dell’attività del biofilm.
• Tecniche avanzate di sequenziamento del DNA, simili a quelle utilizzate per studiare il genoma umano, grazie alla collaborazione con l’Istituto di Scienze della Vita della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa. Queste analisi hanno permesso di identificare le diverse specie presenti e comprendere come il loro patrimonio genetico influenzi la loro capacità di adattamento agli stress termici.

Le voci della ricerca: l’allarme per il futuro dei mari

Il professor Luca Rindi dell’Università di Pisa, primo autore dello studio, sottolinea come il cambiamento climatico non si limiti all’aumento medio delle temperature, ma si manifesti anche con una crescente variabilità termica. Questa instabilità potrebbe portare i microrganismi marini a reagire rapidamente agli shock, ma renderli più vulnerabili a eventi estremi ripetuti nel tempo. Lo studio, quindi, apre una finestra cruciale sul futuro degli ecosistemi costieri.

Il professor Matteo Dell’Acqua, direttore dell’Istituto di Scienze delle Piante della Scuola Sant’Anna e coautore dello studio, evidenzia il valore della collaborazione tra le istituzioni universitarie pisane, che ha permesso di esplorare la frontiera della ricerca sugli effetti del cambiamento climatico.

Il ruolo centrale dell’Università di Pisa e il finanziamento europeo

L’Università di Pisa, in particolare attraverso il Dipartimento di Biologia, ha giocato un ruolo fondamentale nella progettazione, realizzazione e analisi dello studio, con il supporto del Green Data Center. Il progetto ha beneficiato del finanziamento del programma europeo ActNow, focalizzato sullo studio degli impatti cumulativi dei cambiamenti climatici sugli ecosistemi marini.