Plancton: Il motore invisibile dell'oceano

Il plancton, derivato dalla parola greca "planktos" che significa "deriva" o "vagabondo", è una collezione eterogenea di organismi microscopici che popolano gli oceani, i mari e persino gli ambienti di acqua dolce del mondo. Nonostante le loro piccole dimensioni, il plancton è incredibilmente abbondante e svolge un ruolo fondamentale nell'ecosistema globale, influenzando ogni aspetto, dalla rete alimentare marina alla regolazione del clima. Questo articolo fornisce una panoramica completa del plancton, esplorando i suoi diversi tipi, la sua importanza ecologica e le sfide che deve affrontare in un mondo in cambiamento. Approfondiremo esempi provenienti da varie regioni oceaniche, garantendo una prospettiva globale su questi organismi marini essenziali.

Cosa sono il plancton?

A differenza del nettone, che può nuotare attivamente contro le correnti (ad esempio, pesci, mammiferi marini), il plancton è in gran parte in balia delle correnti oceaniche. Questo non significa che siano del tutto passivi; molti organismi planctonici hanno adattamenti che consentono loro di controllare la loro posizione verticale nella colonna d'acqua.

Il plancton è ampiamente suddiviso in due gruppi principali:

• Fitoplancton: Si tratta di plancton simili alle piante, principalmente alghe unicellulari, che eseguono la fotosintesi, convertendo la luce solare in energia. Sono i produttori primari nella rete alimentare marina, formando la base dell'intero ecosistema. Esempi includono diatomee, dinoflagellati, coccolitofori e cianobatteri.
• Zooplancton: Si tratta di plancton simili agli animali, tra cui crostacei microscopici, stadi larvali di animali più grandi (larve di pesci, larve di granchi) e altri organismi eterotrofi che si nutrono di fitoplancton o di altri zooplancton. Esempi includono copepodi, krill, larve di meduse e foraminiferi.

Le dimensioni contano (a volte): Classificazione delle dimensioni del plancton

Sebbene generalmente microscopico, il plancton è ulteriormente classificato per dimensioni. La tabella seguente mostra le comuni classificazioni delle dimensioni, misurate dalla dimensione più grande:

Classe di dimensioni	Intervallo di dimensioni	Esempi
Megaplancton	> 20 cm	Meduse, sifonofori
Macroplancton	2 – 20 cm	Krill, alcuni pteropodi
Mesoplancton	0,2 – 20 mm	Copepodi, foraminiferi
Microplancton	20 – 200 μm	Diatomee, dinoflagellati
Nanoplancton	2 – 20 μm	Coccolitofori, piccoli flagellati
Picoplancton	0,2 – 2 μm	Cianobatteri, piccoli batteri
Femtoplancton	0,02 – 0,2 μm	Virus

Il ruolo vitale del plancton nell'ecosistema marino

Il plancton svolge diversi ruoli cruciali nell'oceano, rendendolo indispensabile per la salute e il funzionamento dell'ecosistema marino:

• Produzione primaria: Il fitoplancton è responsabile di circa la metà di tutta la fotosintesi sulla Terra, producendo ossigeno e convertendo l'anidride carbonica in materia organica. Questo processo costituisce la base della rete alimentare marina, sostenendo tutta la vita marina.
• Fondamento della rete alimentare: Lo zooplancton si nutre di fitoplancton, trasferendo energia alla catena alimentare a organismi più grandi come pesci, uccelli marini e mammiferi marini. Sono un collegamento critico nel flusso di energia e nutrienti in tutto l'oceano. Ad esempio, nell'ecosistema antartico, il krill (un tipo di zooplancton) è la principale fonte di cibo per balene, foche, pinguini e molte altre specie.
• Ciclo dei nutrienti: Il plancton svolge un ruolo significativo nel ciclo dei nutrienti, facilitando lo scambio di elementi essenziali come azoto, fosforo e silicio tra la colonna d'acqua e i sedimenti. Quando il plancton muore, affonda sul fondo dell'oceano, dove si decompone e rilascia i nutrienti nell'ambiente.
• Sequestro del carbonio: Mentre il fitoplancton fotosintetizza, assorbe anidride carbonica dall'atmosfera. Quando muoiono e affondano sul fondo dell'oceano, trasportano con sé questo carbonio, rimuovendolo efficacemente dall'atmosfera per periodi prolungati. Questo processo, noto come pompa biologica, aiuta a regolare il clima terrestre. Le diatomee, con i loro gusci di silice, sono particolarmente efficienti nel sequestro del carbonio.

Tipi di plancton: Uno sguardo più da vicino

Fitoplancton: I produttori primari dell'oceano

Il fitoplancton è incredibilmente diversificato, con migliaia di specie diverse presenti negli oceani e nelle acque dolci di tutto il mondo. Alcuni dei gruppi più importanti di fitoplancton includono:

• Diatomee: Queste alghe unicellulari hanno intricate conchiglie di silice chiamate frustule. Le diatomee sono molto abbondanti e sono particolarmente importanti nelle acque fredde e ricche di nutrienti, come quelle che si trovano negli oceani Artico e Antartico. Sono responsabili di una parte significativa della produzione primaria globale e del sequestro del carbonio. In regioni come l'Oceano Antartico, le fioriture di diatomee possono essere massicce, coprendo vaste aree della superficie del mare.
• Dinoflagellati: Queste alghe possiedono due flagelli, che utilizzano per il movimento. Alcuni dinoflagellati sono fotosintetici, mentre altri sono eterotrofi o mixotrofi (in grado di ottenere energia sia dalla fotosintesi che dal consumo di altri organismi). I dinoflagellati sono noti per la loro bioluminescenza, che può creare spettacolari spettacoli nell'oceano di notte. Alcune specie possono anche produrre fioriture algali dannose (HAB), comunemente note come maree rosse, che possono essere tossiche per la vita marina e per l'uomo.
• Coccolitofori: Queste alghe sono ricoperte da placche di carbonato di calcio chiamate coccoliti. I coccolitofori si trovano in tutti gli oceani, ma sono più abbondanti nelle acque più calde. Svolgono un ruolo nel ciclo globale del carbonio contribuendo alla formazione dei sedimenti marini e influenzando l'alcalinità oceanica. Enormi fioriture di coccolitofori possono essere visibili dallo spazio, rendendo la superficie dell'oceano bianco latte.
• Cianobatteri: Conosciuti anche come alghe blu-verdi, i cianobatteri sono organismi procarioti (privi di nucleo) che si annoverano tra le più antiche forme di vita sulla Terra. Sono in grado di fissare l'azoto, convertendo l'azoto atmosferico in una forma utilizzabile da altri organismi. I cianobatteri sono particolarmente importanti nelle acque povere di nutrienti, dove possono contribuire in modo significativo alla produzione primaria. Esempi includono *Prochlorococcus* e *Synechococcus*, che sono tra gli organismi fotosintetici più abbondanti sulla Terra.

Zooplancton: I consumatori del mare

Lo zooplancton è altrettanto diversificato del fitoplancton, comprendendo un'ampia gamma di organismi con diverse strategie di alimentazione e cicli vitali. Alcuni gruppi chiave di zooplancton includono:

• Copepodi: Si tratta di piccoli crostacei che sono il tipo più abbondante di zooplancton nell'oceano. I copepodi si nutrono di fitoplancton e di altri zooplancton e sono un'importante fonte di cibo per molti animali più grandi, tra cui pesci, uccelli marini e balene. Si trovano in tutti gli oceani e sono altamente adattabili a diverse condizioni ambientali.
• Krill: Si tratta di crostacei simili a gamberetti che sono particolarmente abbondanti nell'Oceano Antartico. Il krill è una specie chiave nell'ecosistema antartico, che costituisce la base della rete alimentare e sostiene una vasta gamma di vita marina. Si nutrono di fitoplancton e vengono a loro volta consumati da balene, foche, pinguini e pesci.
• Meduse: Mentre alcune meduse sono grandi e facilmente visibili, molte specie trascorrono parte del loro ciclo vitale come piccole larve planctoniche. Le meduse sono carnivore e si nutrono di altri zooplancton e piccoli pesci. Possono avere un impatto significativo sulla rete alimentare marina, in particolare durante gli eventi di fioritura.
• Foraminiferi: Si tratta di protisti unicellulari con conchiglie di carbonato di calcio. I foraminiferi si trovano in tutti gli oceani e sono un'importante componente dei sedimenti marini. Si nutrono di fitoplancton e di altri piccoli organismi e le loro conchiglie possono fornire preziose informazioni sulle condizioni oceaniche passate.
• Stadi larvali: Molti animali marini, tra cui pesci, granchi e molluschi, trascorrono i loro primi stadi di vita come larve planctoniche. Queste larve hanno spesso un aspetto molto diverso dalle loro forme adulte e hanno adattamenti specializzati per la sopravvivenza nel plancton. Sono un anello cruciale nel ciclo vitale di molte specie di importanza commerciale.

L'impatto dei cambiamenti ambientali sul plancton

Il plancton è molto sensibile ai cambiamenti ambientali, il che li rende preziosi indicatori della salute degli oceani. Diversi fattori stanno attualmente incidendo sulle popolazioni di plancton in tutto il mondo, tra cui:

• Cambiamento climatico: L'aumento della temperatura degli oceani, l'acidificazione degli oceani e i cambiamenti nelle correnti oceaniche stanno tutti influenzando la distribuzione, l'abbondanza e la composizione delle specie planctoniche. Le acque più calde possono favorire alcune specie di fitoplancton rispetto ad altre, interrompendo potenzialmente la rete alimentare. L'acidificazione degli oceani, causata dall'assorbimento di anidride carbonica in eccesso dall'atmosfera, può rendere più difficile per organismi come i coccolitofori e i foraminiferi costruire i loro gusci di carbonato di calcio.
• Inquinamento: L'inquinamento da nutrienti derivante dallo scarico agricolo e dagli scarichi fognari può portare a fioriture algali dannose (HAB), che possono essere tossiche per la vita marina e per l'uomo. Anche l'inquinamento da plastica può danneggiare il plancton, poiché le microplastiche possono essere ingerite dallo zooplancton, entrando potenzialmente nella rete alimentare. Le fuoriuscite di petrolio e altri inquinanti chimici possono anche avere effetti devastanti sulle popolazioni di plancton.
• Sovrasfruttamento della pesca: La pesca eccessiva può avere un impatto indiretto sulle popolazioni di plancton, rimuovendo i loro predatori o concorrenti. Ad esempio, l'esaurimento degli stock ittici può portare a un aumento delle popolazioni di zooplancton, che a loro volta possono nutrirsi delle popolazioni di fitoplancton.
• Acidificazione degli oceani: La crescente acidità degli oceani, causata dall'assorbimento di anidride carbonica atmosferica, rappresenta una minaccia significativa per il plancton con conchiglie di carbonato di calcio, come coccolitofori e foraminiferi. L'aumento dell'acidità può rendere più difficile per questi organismi costruire e mantenere i loro gusci, influenzando potenzialmente la loro sopravvivenza e abbondanza.

Studiare il plancton: Strumenti e tecniche

Gli scienziati utilizzano una varietà di strumenti e tecniche per studiare il plancton, tra cui:

• Reti per plancton: Si tratta di reti a forma di cono con una rete fine che vengono trainate attraverso l'acqua per raccogliere campioni di plancton. Vengono utilizzate diverse dimensioni di maglie per mirare a diverse classi di dimensioni del plancton.
• Microscopi: I campioni di plancton vengono esaminati al microscopio per identificare e contare le diverse specie presenti. Tecniche di microscopia avanzate, come la microscopia a fluorescenza, possono essere utilizzate per studiare la fisiologia e il comportamento del plancton.
• Telerilevamento: I satelliti e altre piattaforme di telerilevamento possono essere utilizzati per monitorare le fioriture di fitoplancton e il colore dell'oceano, fornendo preziose informazioni sulla distribuzione e sull'abbondanza del plancton su larga scala spaziale.
• Tecniche molecolari: Il sequenziamento del DNA e altre tecniche molecolari vengono utilizzate per identificare e studiare la diversità del plancton, nonché per studiare l'espressione genica del plancton e l'adattamento ai cambiamenti ambientali.
• Veicoli subacquei autonomi (AUV): Gli AUV possono essere equipaggiati con sensori e dispositivi di campionamento per raccogliere dati sul plancton in aree remote o difficili da raggiungere.

Esempi globali di ricerca e monitoraggio del plancton

La ricerca e il monitoraggio del plancton sono condotti in tutto il mondo, con numerose iniziative incentrate sulla comprensione del ruolo del plancton nell'ecosistema globale. Ecco alcuni esempi:

• L'indagine del registratore continuo del plancton (CPR): Questo programma di monitoraggio a lungo termine raccoglie campioni di plancton dall'Oceano Atlantico settentrionale dal 1931, fornendo dati preziosi sulla distribuzione e sull'abbondanza del plancton nel tempo. L'indagine CPR ha documentato cambiamenti significativi nelle comunità planctoniche in risposta ai cambiamenti climatici e ad altri fattori ambientali.
• Il sistema globale di osservazione oceanica (GOOS): Questo programma internazionale coordina le osservazioni oceaniche in tutto il mondo, compreso il monitoraggio del plancton. GOOS mira a fornire dati e informazioni per supportare la gestione sostenibile dell'oceano e delle sue risorse.
• La spedizione Tara Oceans: Questo ambizioso progetto ha circumnavigato il globo, raccogliendo campioni di plancton da tutti i principali bacini oceanici. La spedizione Tara Oceans ha generato una vasta quantità di dati sulla diversità, la distribuzione e la funzione del plancton, fornendo nuove informazioni sul ruolo del plancton nell'ecosistema marino.
• Programmi di monitoraggio regionale: Molti paesi e regioni hanno i propri programmi di monitoraggio del plancton per valutare la salute delle loro acque costiere e tenere traccia dei cambiamenti nelle comunità planctoniche. Ad esempio, la Direttiva quadro sulla strategia marina (MSFD) dell'Unione Europea richiede agli Stati membri di monitorare il plancton come parte dei loro sforzi per raggiungere un buon stato ambientale delle loro acque marine.

Strategie di conservazione e gestione

Proteggere le popolazioni di plancton è essenziale per mantenere la salute e la resilienza dell'ecosistema marino. Alcune strategie chiave di conservazione e gestione includono:

• Riduzione delle emissioni di gas serra: Affrontare i cambiamenti climatici è fondamentale per mitigare gli impatti dell'aumento della temperatura degli oceani e dell'acidificazione degli oceani sul plancton.
• Controllo dell'inquinamento: La riduzione dell'inquinamento da nutrienti derivante dallo scarico agricolo e dagli scarichi fognari può aiutare a prevenire fioriture algali dannose. È inoltre essenziale una corretta gestione dei rifiuti di plastica e di altri inquinanti.
• Gestione sostenibile della pesca: L'attuazione di pratiche di pesca sostenibili può aiutare a mantenere sani gli stock ittici e a prevenire impatti indiretti sulle popolazioni di plancton.
• Aree marine protette (AMP): L'istituzione di AMP può proteggere le comunità planctoniche e altre forme di vita marina dalle attività umane.
• Sensibilizzazione: Educare il pubblico sull'importanza del plancton e sulle minacce che devono affrontare può aiutare a promuovere comportamenti responsabili e a sostenere gli sforzi di conservazione.

Conclusione: Proteggere il motore invisibile

Il plancton, sebbene microscopico, è la base della rete alimentare marina e svolge un ruolo cruciale nella regolazione del clima terrestre. Comprendere la diversità, l'ecologia e le minacce che devono affrontare questi organismi vitali è essenziale per garantire la salute e la resilienza dei nostri oceani. Affrontando i cambiamenti climatici, controllando l'inquinamento e attuando pratiche di gestione sostenibili, possiamo proteggere le popolazioni di plancton e salvaguardare il futuro dell'ecosistema marino per le generazioni a venire. Ulteriori ricerche e monitoraggi, che attraversano diverse regioni geografiche, sono necessari per comprendere appieno le complesse interazioni all'interno delle comunità planctoniche e la loro risposta ai cambiamenti ambientali globali. Sosteniamo la causa di questi "derivate", perché il loro destino è indissolubilmente legato al nostro.