La transizione verde è in atto, ma il motivo non è quello che pensiamo
La vita microbica nei torrenti di montagna Un gruppo di scienziati dell’EPFL e dell’Università Carlo di Praga ha scoperto che la vita microbica è
La vita microbica nei torrenti di montagna
Un gruppo di scienziati dell’EPFL e dell’Università Carlo di Praga ha scoperto che la vita microbica è destinata a prosperare nei torrenti di montagna, a causa del continuo restringimento dei ghiacciai. I loro risultati, pubblicati su Nature Geoscience , derivano dall’analisi di campioni prelevati da 154 torrenti alimentati dai ghiacciai in tutto il mondo. Questa ricerca fa parte del progetto Vanishing Glaciers, guidato dall’EPFL e finanziato dalla Fondazione NOMIS.
• La vita microbica nei torrenti di montagna
• Impatto sul ciclo del carbonio e dei nutrienti
• La biodiversità microbica nei torrenti
• Flussi di CO2 e cicli dei nutrienti
I torrenti alimentati dai ghiacciai sono torbidi e impetuosi torrenti in estate. Grandi quantità di acqua di fusione dei ghiacciai sollevano rocce e sedimenti, permettendo a pochissima luce di raggiungere il letto del torrente, mentre le temperature sotto lo zero e la neve in altre stagioni offrono poche opportunità per lo sviluppo di un ricco microbioma. Tuttavia, con il restringimento dei ghiacciai a causa del riscaldamento globale, il volume d’acqua proveniente dai ghiacciai sta diminuendo.
Questo significa che i torrenti stanno diventando più caldi, più calmi e più limpidi, dando alle alghe e ad altri microorganismi l’opportunità di diventare abbondanti e di contribuire maggiormente ai cicli locali del carbonio e dei nutrienti.
“Stiamo assistendo a un processo di profondo cambiamento a livello del microbioma in questi ecosistemi – niente di meno che una ‘transizione verde’ a causa dell’aumento della produzione primaria”, afferma Tom Battin, professore ordinario presso il Laboratorio degli Ecosistemi Fluviali (RIVER) dell’EPFL.
Composizione in cambiamento
Nel loro articolo, gli scienziati hanno esaminato i nutrienti, come azoto e fosforo, nell’acqua del torrente, così come gli enzimi che i microorganismi che vivono nei sedimenti del letto del torrente producono per utilizzare questi nutrienti. Poi, hanno osservato i cambiamenti in entrambi questi aspetti su un gradiente molto ampio di torrenti alimentati dai ghiacciai che differiscono per dimensioni.
“Gli ecosistemi dei torrenti alimentati dai ghiacciai generalmente hanno quantità limitate di carbonio e nutrienti, in particolare fosforo”, spiega Tyler Kohler, ex postdoc presso RIVER e autore principale dell’articolo. “Con il restringimento dei ghiacciai e la crescente domanda di fosforo da parte delle alghe e di altri microorganismi, il fosforo potrebbe diventare ancora più limitante nei torrenti di alta montagna.”
Di conseguenza, il fosforo, un elemento fondamentale per la vita, diventerà ancora più raro negli ecosistemi a valle, inclusi fiumi e laghi più grandi, con impatti ancora sconosciuti per le loro reti alimentari.
Queste scoperte sono supportate da un articolo pubblicato su Royal Society Open Science nell’agosto 2023 da scienziati del progetto Vanishing Glaciers. In questo studio, gli autori hanno analizzato il microbioma di un piccolo torrente alimentato dai ghiacciai nelle Montagne Rwenzori, in Uganda, dove la “transizione verde” era già in uno stadio avanzato.
Anche qui, la composizione dei nutrienti e degli enzimi era molto diversa, e le alghe erano abbondanti. “Quello che sta accadendo con il ghiacciaio Rwenzori ci dà un’idea di come saranno i torrenti alimentati dai ghiacciai svizzeri tra 30 o 50 anni”, afferma Battin. Una conseguenza di questo cambiamento è che, poiché i torrenti alimentati dai ghiacciai ospitano più vita microbica, avranno un ruolo più importante nei cicli biogeochimici come i flussi di CO2.
Il team RIVER prevede di costruire su questa ricerca. Stanno conducendo un censimento della biodiversità microbica nei torrenti alimentati dai ghiacciai e, utilizzando varie linee di informazioni genomiche, stanno esplorando come diversi microorganismi siano in grado di abitare in uno degli ecosistemi d’acqua dolce più estremi della Terra.
Impatto sul ciclo del carbonio e dei nutrienti
La biodiversità microbica nei torrenti
La ricerca condotta dal team RIVER non si limita a osservare i cambiamenti nella composizione dei nutrienti e degli enzimi, ma si estende anche allo studio della biodiversità microbica presente nei torrenti alimentati dai ghiacciai. Attraverso un censimento dettagliato, gli scienziati stanno cercando di comprendere come una varietà di microorganismi sia in grado di sopravvivere e prosperare in condizioni estreme, caratterizzate da basse temperature e flussi d’acqua impetuosi.
Utilizzando tecniche avanzate di sequenziamento genomico, il team è in grado di identificare le specie presenti e di studiare le loro strategie di adattamento. Questo lavoro è fondamentale per prevedere come i cambiamenti climatici influenzeranno questi ecosistemi unici e quali potrebbero essere le conseguenze per i cicli globali del carbonio e dei nutrienti.
Flussi di CO2 e cicli dei nutrienti
Con l’aumento della vita microbica nei torrenti alimentati dai ghiacciai, questi ecosistemi stanno diventando sempre più importanti per i cicli biogeochimici globali. In particolare, i flussi di CO2 – il processo attraverso il quale il carbonio viene scambiato tra l’atmosfera, la terra e gli oceani - potrebbero essere significativamente influenzati dalla “transizione verde” in corso.
Le alghe e altri microorganismi svolgono un ruolo cruciale nella fissazione del carbonio, trasformando la CO2 atmosferica in biomassa attraverso la fotosintesi. Con l’aumento della loro abbondanza, è probabile che i torrenti alimentati dai ghiacciai diventino siti più attivi di sequestro del carbonio, influenzando così i bilanci globali di questo gas serra.
Allo stesso tempo, i cambiamenti nei cicli dei nutrienti, come il fosforo e l’azoto, potrebbero avere effetti a catena sugli ecosistemi a valle, alterando le reti alimentari e potenzialmente influenzando la biodiversità e la produttività di fiumi e laghi più grandi.
In conclusione, la ricerca condotta dall’EPFL e dall’Università Carlo di Praga evidenzia l’importanza di monitorare e comprendere i cambiamenti in corso negli ecosistemi alimentati dai ghiacciai. Mentre il clima continua a riscaldarsi e i ghiacciai si ritirano, è fondamentale prevedere le implicazioni di questi cambiamenti per la salute del nostro pianeta e per il benessere delle future generazioni.