Piattaforma per acqua, gas e calore
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Quando il clima diventa più caldo, molte specie sono costrette ad abbandonare i loro habitat tradizionali e a spostarsi verso nord o verso altitudini più elevate, alla ricerca di zone climatiche più fresche. Localmente, le specie adattate al freddo possono essere perse e sostituite da specie che preferiscono il caldo. Con il tempo, le specie amanti del caldo diventano sempre più prevalenti. I ricercatori definiscono questo cambiamento nella composizione delle specie come termofilizzazione.
«A livello globale, abbiamo già una comprensione relativamente buona di come e quanto velocemente le comunità ecologiche terrestri e marine rispondono ai cambiamenti climatici», spiega Anita Narwani, responsabile del gruppo Biodiversità algale e funzioni degli ecosistemi presso l'istituto di ricerca acquatica Eawag. «Tuttavia, il modo in cui le comunità d'acqua dolce reagiscono al riscaldamento rispetto alle comunità terrestri non è ancora stato studiato e confrontato sistematicamente». Tuttavia, gli habitat dei laghi e dei fiumi sono di particolare interesse. La loro ricchezza di specie è sproporzionatamente alta rispetto agli habitat terrestri e marini, mentre allo stesso tempo il declino delle specie è particolarmente drammatico. Gli ecosistemi d'acqua dolce sono anche tra gli habitat che reagiscono più sensibilmente alle influenze umane. Ciò è probabilmente dovuto ai forti limiti spaziali che limitano il potenziale di diffusione delle specie.
Nell'ambito dell'iniziativa di ricerca «Blue-Green Biodiversity BGB», un team internazionale di scienziati guidati da Anita Narwani e Christian Rixen della WSL Istituto per lo studio della neve e delle valanghe SLF ha analizzato per la prima volta le comunità di specie in acqua dolce e sulla terraferma in uno studio sistematico e globale. Sono stati utilizzati tutti i dati disponibili a livello mondiale, per un totale di 13 324 set di dati, tra cui 6201 comunità terrestri con piante, uccelli, insetti e mammiferi e 7123 comunità acquatiche con pesci, insetti, fitoplancton e zooplancton. I dati coprono un totale di 17 431 specie e periodi compresi tra i 5 e i 38 anni tra il 1980 e il 2019. «Tuttavia, poiché abbiamo pochi dati dalle regioni tropicali e polari, le nostre conclusioni principali sono limitate alle latitudini temperate», spiega Anita Narwani.
«Abbiamo scoperto che non ci sono differenze significative nella termofilizzazione tra gli ecosistemi d'acqua dolce e quelli terrestri. Osserviamo quindi lo stesso schema in acqua dolce che sulla terraferma: lo spostamento verso le specie termofile, mentre le specie adatte al freddo diventano più rare», riassume Imran Khaliq, autore principale dello studio, pubblicato di recente sulla rivista Nature Communications. Ha svolto le analisi come ricercatore post-dottorato nel team di Anita Narwani. Tuttavia, la velocità di termofilizzazione in risposta al cambiamento di temperatura è diversa: «Sulla terraferma, la composizione delle specie è cambiata più velocemente», afferma Imran Khaliq, «Questa differenza potrebbe essere dovuta al riscaldamento più lento nelle aree d'acqua dolce. Questo mette meno pressione alle comunità acquatiche per rispondere».
Le comunità di plancton sono un'eccezione: reagiscono in modo diverso dal previsto. In questo caso, le analisi indicano che le specie amanti del freddo potrebbero beneficiare dei cambiamenti climatici. «Questo ci ha sorpreso», dice Imran Khaliq, «e le ragioni non sono ancora del tutto chiare». Una spiegazione semplice è che le specie amanti del freddo vivevano in regioni in cui le temperature erano inferiori alla loro temperatura ottimale o preferita. Questo fenomeno è già stato documentato per i sistemi marini. Il riscaldamento sarebbe quindi inizialmente positivo per loro, prima che l'aumento della temperatura diventi così forte da mettere sotto pressione le specie amanti del freddo, che alla fine emigrano o si estinguono. Ciò è supportato anche dal fatto che i laghi e i fiumi si sono riscaldati meno rapidamente degli habitat terrestri.
Un'altra spiegazione potrebbe essere che le specie amanti del freddo sono ben adattate ad altri cambiamenti ambientali, come la disponibilità di nutrienti. L'aumento osservato delle specie di plancton amanti del freddo potrebbe quindi avere una ragione diversa dal riscaldamento globale. «Tuttavia, non possiamo verificare queste ipotesi con i dati disponibili», spiega Anita Narwani. La ricercatrice sta già pianificando un altro progetto di ricerca per caratterizzare la distribuzione spaziale delle specie in 240 laghi svizzeri, al fine di trovare una spiegazione a questa sorprendente osservazione.
«Un'altra scoperta interessante è che negli ecosistemi terrestri un'elevata ricchezza di specie rende le comunità meno sensibili ai cambiamenti climatici», aggiunge Anita Narwani. «Le comunità terrestri ricche di specie reagiscono quindi più lentamente all'aumento delle temperature rispetto alle comunità povere di specie». Tuttavia, ciò non significa che queste comunità non saranno prima o poi sotto pressione. Potrebbe solo volerci più tempo. «Può anche verificarsi un'estinzione ritardata nel tempo se c'è un ritardo tra la causa, in questo caso il cambiamento climatico, e la scomparsa finale di una specie. E questa scomparsa finale può avvenire molto rapidamente». Sebbene i ricercatori abbiano osservato una tendenza simile in acqua dolce, ossia una maggiore resilienza nelle comunità più ricche di specie, la tendenza è molto meno pronunciata e non significativa.
I risultati dello studio e il confronto tra ecosistemi acquatici e terrestri aiutano a capire come le comunità ecologiche reagiscono ai cambiamenti climatici e da dove derivano le differenze nelle loro reazioni. «Conoscere le ragioni è fondamentale per sviluppare strategie migliori per la protezione e la gestione degli ecosistemi e per identificare le specie particolarmente vulnerabili all'estinzione locale», riassume Anita Narwani.
Iniziativa di ricerca Blue-Green Biodiversity
Il progetto di ricerca «L'impatto del cambiamento climatico sulla composizione delle specie negli ecosistemi d'acqua dolce e terrestri» contribuisce all' iniziativa di ricerca sulla biodiversità blu-verde, una collaborazione Eawag-WSL incentrata sulla biodiversità all'interfaccia tra ecosistemi acquatici e terrestri. L'iniziativa è finanziata dal Consiglio dei PF.
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