I ricci di mare mostrano i modi in cui gli organismi marini rispondono ai cambiamenti in atto nel loro ecosistema.
Gli oceani del mondo si stanno modificando più velocemente di quanto sia mai successo negli ultimi 300 milioni di anni; di conseguenza, gli animali marini vengono esposti a una serie di rapidi cambiamenti ambientali. Al tempo stesso, la variabilità a livello stagionale e giornaliero delle condizioni ambientali, quali temperatura e acidificazione degli oceani, sta aumentando.
Il progetto TERMS-Ocean, finanziato dall’UE, sta studiando studiando la plasticità transgenerazionale (TGP), un meccanismo potenzialmente impiegabile dagli organismi marini per far fronte ai cambiamenti ambientali. La ricerca è supportata del programma Marie Skłodowska-Curie.
Per TGP si intende la variazione di caratteristiche osservabili (come le dimensioni) nella progenie in risposta all’ambiente, a cui i genitori sono stati esposti durante il corso della riproduzione. Le progenie che manifestano la TGP riescono a far fronte alle condizioni a cui erano stati esposti i propri genitori in modo migliore rispetto a come l’avrebbero fatto se questi non avessero vissuto tali condizioni.
Passato e futuro a confronto
L’iniziativa ha approfondito il ruolo svolto dalla TGP nella risposta di un invertebrato marino, il riccio di mare Paracentrotus lividus, agli impatti combinati dei cambiamenti climatici e dell’acidificazione degli oceani. L’obiettivo è scoprire se la TGP svolge un ruolo attivo nel mitigare gli effetti di questi fattori di stress, quando affrontati in combinazione.
Sebbene gli scienziati spesso analizzino una variabile, come la temperatura, isolatamente, questi studi non rispecchiano la realtà, caratterizzata da diverse variabili che mutano in maniera simultanea. Pertanto, TERMS-Ocean esamina il modo in cui il Paracentrotus lividus risponde ai livelli di temperatura e acidificazione degli oceani correnti, utilizzando letture variabili, con l’obiettivo di imitare i cambiamenti osservati nell’arco di un ciclo delle maree. Entrambi i fattori vengono successivamente sottoposti a nuove analisi avvalendosi dei livelli di temperatura e acidificazione degli oceani che, secondo le previsioni, verranno registrati nell’ambiente oceanico nel 2110.
Diversi fattori di stress e il loro impatto
I ricercatori hanno osservato che le dimensioni delle uova nelle femmine di riccio sono condizionate dalla temperatura, dall’acidificazione degli oceani e anche dalla variabilità ambientale, ovvero la variabilità osservata nel corso di un ciclo delle maree, integrata nei regimi sperimentali. Per contro, il modo in cui lo sperma nuota subisce solamente l’influenza della variabilità ambientale.
Il successo nella fecondazione non è variato a seconda dei diversi regimi sperimentali, ma in ciascuna configurazione empirica le uova prodotte da diverse femmine, che sono state fecondate, hanno evidenziato una variabilità individuale di proporzioni molto elevate. La sopravvivenza e lo sviluppo larvale sono influenzati dalla temperatura, dall’acidificazione degli oceani e anche dalla variabilità ambientale.
La scoperta più entusiasmante compiuta da TERMS-Ocean è l’importanza della variabilità ambientale nelle risposte attuate dagli organismi per far fronte all’alterazione dell’ambiente. I risultati hanno suggeriscono che, quando si analizzano le risposte a livello individuale piuttosto che a quello di popolazione, diventa chiaro che gli individui non subiscono l’impatto del cambiamento ambientale allo stesso modo: mentre alcuni ne vengono influenzati negativamente, altri prosperano nell’ambito delle condizioni oceaniche future previste.
TERMS-Ocean consentirà di ampliare la nostra comprensione degli impatti esercitati dai cambiamenti climatici (in termini di temperatura e acidificazione) sulle specie marine. Queste nuove conoscenze apporteranno benefici per il settore della pesca, che potrà esplorare le potenzialità insite nello sfruttamento di determinate linee genetiche individuali in grado di fornire rese più elevate nel futuro. Inoltre, offriranno informazioni utili ai responsabili delle policy, della comunità scientifica e del mondo in generale.