L’area di Calafuria, nei pressi di Livorno, caratterizzata da piattaforme rocciose di arenaria esposte all’aria durante la bassa marea, ha fornito un ambiente ideale per studiare il biofilm marino in condizioni naturali. Il biofilm è una sottile pellicola vivente formata da microalghe e batteri, fondamentale per la vita delle scogliere stesse e degli ecosistemi marini collegati, che reagisce alle variazioni di temperatura dell’aria.
Uno studio condotto dall’Università di Pisa e dalla Scuola Superiore Sant’Anna ha studiato come i cambiamenti climatici stiano alterando gli ecosistemi marini.
I ricercatori hanno condotto un esperimento sul campo, esponendo il biofilm a due diversi regimi termici: un riscaldamento costante e uno caratterizzato da forti oscillazioni, che simula le condizioni imprevedibili destinate a diventare sempre più comuni nel prossimo futuro a causa del cambiamento climatico.
I risultati hanno mostrato che un regime costante di riscaldamento favorisce la presenza di specie con funzioni simili, capaci di “darsi il cambio” in caso di difficoltà. Questo meccanismo permette al biofilm di resistere meglio agli eventi estremi.
Al contrario, forti oscillazioni di temperatura riducono la diversità favorendo specie a crescita rapida, capaci di riprendersi velocemente dopo uno shock termico, ma più vulnerabili funzionalmente nel lungo periodo.
Il biofilm e le variazioni imprevedibili di temperatura
«Il cambiamento climatico non si manifesta solo attraverso l’aumento medio delle temperature, ma anche con oscillazioni imprevedibili tra picchi di calore e periodi meno caldi. In un mondo che si prospetta sempre più instabile, i microrganismi marini potrebbero, da un lato, reagire più rapidamente agli shock, ma dall’altro diventare più vulnerabili di fronte a eventi estremi ripetuti nel tempo. Lo studio apre una finestra sul futuro, aiutandoci a capire come questo importante elemento dell’ecosistema costiero reagirà ai cambiamenti climatici» spiega il professore Luca Rindi dell’Università di Pisa, primo autore dello studio.
Per simulare l’aumento delle temperature, i ricercatori hanno utilizzato speciali camere di metallo riscaldate con piccole stufe, controllando le variazioni di calore con sensori elettronici.
Per valutare la risposta del biofilm, è stata usata una fotocamera a infrarossi in grado di rilevare la quantità di clorofilla. Infine, grazie alla collaborazione con l’Istituto di Scienze della Vita della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa, è stato analizzato il DNA dei microrganismi con tecniche avanzate di sequenziamento, simili a quelle utilizzate per studiare il genoma umano, per capire quali funzioni svolgono le diverse specie e come il loro patrimonio genetico le rende più o meno adatte a rispondere agli eventi estremi.
L’Università di Pisa ha avuto un ruolo centrale nello studio, in particolare attraverso il Dipartimento di Biologia, dove hanno operato alcuni degli autori principali, come i professori Luca Rindi e Lisandro Benedetti-Cecchi.
La ricerca “Legacies of temperature fluctuations promote stability in marine biofilm communities” è stata pubblicata sulla rivista Nature Communications.
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