Gli oceani stanno aumentando l' acidificazione: i rischi quali sono?

Per evidenziare quanta importanza abbia l’attività antropica basti sapere che dall’inizio dell’era industriale si calcola che il rilascio di CO2 nell’atmosfera sia aumentato di un terzo.

Non si conosce ancora la potenzialità degli organismi nell’affrontare le condizioni della acidificazione per mezzo di adattamenti evolutivi. Tuttavia, alla luce di un recente studio, si può assistere a reazioni inaspettate, che aprono scenari nuovi, fornendo una visione più ottimista. Riguardo i coralli, ad esempio, lo studio in questione sembra smentire le aspettative catastrofiste che prevedono la scomparsa delle barriere coralline. La ricerca, che è stata svolta da studiosi australiani della University of Western Australia congiuntamente ai colleghi francesi del Laboratoire des Sciences du Climat e de l’Environnement e pubblicata su Nature Climate Change, è giunta alla conclusione che i coralli hanno sviluppato un meccanismo di difesa in grado di contrastare i cambiamenti climatici. “Lo scheletro di questi organismi appare molto più resistente di quanto si pensasse”, afferma il prof. Malcom Mc Culloch della UWA. Il carbonato di calcio degli organismi marini si trova sotto due forme: calcite, la fase stabile e aragonite, la fase metastabile che al di sopra di 500°C si trasforma in calcite. Gli organismi con gusci e scheletri aragonitici si trovano bene anche in un habitat divenuto più acido ed essendo molte specie di coralli costituiti di aragonite si spiega così la loro facile adattabilità a condizioni di acque più acide. Al contrario, le specie coralline con gusci a composizione calcitica si adattano molto peggio e quindi sopravvivono solo le specie che si adattano più facilmente.

Anche per quanto riguarda il plancton, uno studio dell’Helhmolz Centre for Ocean Research (GEOMAR) di Kiel in Germania, ha dimostrato le potenzialità di adattamento dell’alga unicellulare Emiliania huxleyi alla diminuzione del pH e quindi la possibilità di questi microrganismi di mitigare parzialmente gli effetti negativi dell’acidificazione degli oceani. Questi risultati, ottenuti dai biologi Kai Lohbeck, prof. Ulf Riebesell e prof. Thorsten Reusch, sono stati pubblicati sull’ultimo numero di Geoscience. Ceppi sperimentali di Emiliania huxleyi sono stati isolati in acque costiere norvegesi e coltivati in laboratorio in acqua ad alto contenuto di anidride carbonica, simulando così le condizioni oceaniche previste per il futuro. Dopo circa un anno, equivalente a 500 generazioni di questa specie, che ha un’elevata velocità di riproduzione, i biologi hanno rilevato un adattamento di questa alga al tasso elevato di acido carbonico.Secondo uno studio condotto dal Lamont-Doherty Earth Observatory della Columbia University e dall’Universita’ di Bristol gli attuali tassi di acidificazione degli oceani sarebbero arrivati ad un tasso senza precedenti nella storia della Terra.
I risultati dello studio, che aveva come obiettivo primario quello di valutare gli eventi correlati ai cambiamenti climatici nella storia del pianeta, compreso l’impatto di un asteroide che avrebbe eliminato i dinosauri e l’estinzione di massa che spazzo’ via circa il 95 per cento della vita sul Pianeta, ha evidenziato che oceani gli stanno assorbendo circa un quarto delle emissioni di CO2 rilasciate nell’atmosfera, abbassando notevolmente il pH della propria superficie.
Aumentando la presenza di CO2 nell’atmosfera e un aumentando la velocita’ con cui si dissolve nell’acqua di mare si determinerebbe infatti l’acidificazione.
Gli esperimenti condotti in laboratorio hanno messo in evidenza che qualora il pH continuasse a scendere, potremmo percepire l’impatto sugli organismi marini. Questi ultimi saranno soggetti ad una crescita piu’ lenta, a una minore fertilità, a una perdita di massa muscolare, al nanismo, a una ridotta attività e allo scioglimento dei gusci di carbonato, con effetti a domino su l'intero l’ecosistema marino. I processi coinvolti sarebbero comunque ancora più numerosi e ampi, tanto da rendere complicato valutarne preventivamente una possibile e reale reazione degli ecosistemi oceanici. Non solo. E' difficile anche anticipare in che modo gli esseri umani saranno in grado di continuare a beneficiare delle risorse marine.
Cercando di omprendere più a fondo le dinamiche interconnesse i ricercatori coinvolti nello studio hanno guardato al passato, studiando gli eventi climatici degli ultimi 300 milioni di anni connessi alle elevate emissioni di CO2 atmosferica, al riscaldamento globale e all’acidificazione degli oceani.

Il processo per cui gli oceani diventano più acidi consiste, sostanzialmente, nello scioglimento di anidride carbonica atmosferica nell’acqua marina, con il risultato di un aumento del contenuto di acido carbonico in soluzione e una riduzione degli ioni di carbonio liberi. Più specificamente, hanno luogo due reazioni: la prima produce acido carbonico, che si scinde ulteriormente in ioni H+ e ioni bicarbonato. La maggiore concentrazione di ioni H+ influenza il pH dell’acqua, ossia determina l’acidificazione del mare. Una seconda reazione, che produce ancora ioni bicarbonato, coinvolge, oltre all’acqua e alla CO2, anche ioni di carbonio, quindi la riduzione di questi ioni liberi, fondamentali nei processi di compensazione dei carbonati, e la calcificazione di gusci calcarei e scheletri. Questa carenza ha un impatto devastante sull’ecosistema marino e porta alla dissoluzione dei gusci calcarei delle conchiglie di molluschi, echinodermi, alghe, coralli e plancton calcareo; in pratica, di tutti gli organismi la cui esistenza è legata alla fissazione di carbonato di calcio. Per i coralli in particolare, è da sottolineare l’importanza che riveste la presenza delle loro barriere, sia come habitat per altre specie marine, sia per la protezione delle coste e quindi, in definitiva, per il corretto sviluppo di intere catene alimentari.

La formazione di barriere coralline sta, di fatto, calando in tutto il mondo ed un recente studio prevede che scenderà ancora del 60% nei prossimi cento anni, qualora la produzione antropica di CO2 continui a mantenersi sui livelli attuali. E’ stato calcolato che tra il 1751 e il 1994 il pH degli oceani si sia abbassato da 8,25 a 8,14 con un corrispondente aumento della concentrazione di ioni H+. Le popolazioni adattate erano cresciute e si calcificavano significativamente meglio rispetto alle popolazioni di origine, cresciute senza controllo in ambiente marino nelle attuali condizioni di acidificazione oceanica. I meccanismi evolutivi proposti dagli scienziati di Geomar sono la selezione di diversi genotipi e l’accumulo di nuove mutazioni benefiche. Tale adattamento non era stato dimostrato in precedenza in qualsiasi altro tipo di fitoplancton. “Con questo studio abbiamo dimostrato per la prima volta che i processi evolutivi possono agire su scale temporali e cambiamenti climatici rilevanti e quindi mitigare gli effetti negativi dell’acidificazione degli oceani attualmente in corso”, dice il biologo evoluzionista Thorsten Reusch, e aggiunge: “Questi risultati sottolineano l’esigenza di una considerazione dei processi evolutivi in futuri studi di valutazione sulle conseguenze biologiche del cambiamento globale”.