Le modifiche del clima in atto sulla Terra hanno la potenzialità di alterare gli ecosistemi oceanici in tempi molto rapidi con effetti diversi nelle diverse aree del globo. A oggi esistono scarse informazioni sulle reti trofiche Antartiche e sulle loro variazioni temporali associate allo scioglimento dei ghiacci. Lo scopo della ricerca è di contribuire a colmare questa lacuna, cercando di far luce sui meccanismi di mantenimento della biodiversità strutturale e funzionale nel mare di Ross (Baia di Terranova, Antartide), la più grande area marina protetta al mondo, e sui potenziali rischi per l'uomo dovuti all'accumulo di inquinanti. In particolare il presente studio sarà effettuato lungo gradienti di copertura in aree soggette a scioglimento stagionale del ghiaccio marino (analisi space-for-time) per individuare meccanismi e comparti biologici sensibili ai cambiamenti climatici in atto. L'ipotesi da testare è se l'attivazione dei produttori primari con il disgelo modifica la struttura delle reti trofiche e il trasferimento di materia, inclusi i metalli pesanti. Le interazioni trofiche infatti sono essenziali per comprendere e spiegare i meccanismi di coesistenza tra specie, per determinare il ruolo funzionale delle specie nelle comunità e nel trasferimento di materia e per comprendere, quindi, i fenomeni di diluizione e accumulo di sostanze inquinanti. Obiettivi specifici della ricerca sono (i) la determinazione della metrica strutturale e funzionale delle reti trofiche marine simpagiche e pelagiche di Baia Terra Nova lungo un gradiente da aree di polinia a aree a più persistente copertura ghiacciata, (ii) la valutazione del bioaccumulo di inquinanti, in particolare metalli pesanti. Le reti trofiche e le vie critiche di trasferimento dei contaminanti saranno ricostruite tramite l'analisi di isotopi stabili (C, N) e di elementi in traccia nelle specie antartiche e nelle loro risorse basali.
I cambiamenti climatici influenzano tutti i livelli dell'organizzazione ecologica e possono avere effetti completamente differenti se si considerano singole specie, fasi diverse del ciclo vitale di un organismo, le interazioni tra specie o l'intera rete trofica. Risulta quindi difficile fare previsioni accurate di cambiamenti ecologici futuri per livelli complessi di biodiversità. Per affrontare il tema della vulnerabilità degli ecosistemi marini ai cambiamenti globali è pertanto necessario adottare un approccio che permetta di valutare gli effetti dei cambiamenti sull'intera struttura ricercando le risposte nei meccanismi che sottendono il mantenimento della biodiversità (13,14,15). A tal scopo appare essenziale studiare le interazioni fra specie su ampia scala spaziale per valutare le risposte dell'architettura della biodiversità attraverso analisi e modellizzazioni nello spazio di quello che potrà verificarsi nel tempo (analisi space-for-time). La ricerca è fortemente innovativa perché prevede confronti di dati isotopici di specie appartenenti a numerosi gruppi tassonomici raramente confrontati. Le metodiche di costruzioni delle reti sono originali e consentiranno di individuare le 'specie isotopiche trofiche', evidenziando differenze intraspecifiche nella dieta, piuttosto che quelle della tassonomia classica (che tuttavia saranno sempre riportate). Si potrà così evidenziare il ruolo trofico multiplo di alcune specie tassonomiche e, contemporaneamente, la ridondanza del ruolo trofico di molte delle specie campionate e classificate. Inoltre il disegno sperimentale comprendente campionamenti e confronti tra comunità biologiche presenti in aree coperte e scoperte dal ghiaccio in periodi alterni non è mai stato realizzato e contribuirà significativamente alle conoscenze dell'ecologia Antartica e degli effetti dei cambiamenti climatici. La collaborazione con altri gruppi di ricerca consentirà di ricevere campioni come richiesti dal nostro disegno sperimentale. Il presente progetto apporterà numerose nuove conoscenze sulla tematica esposta e ci avvicinerà alla comprensione meccanicistica degli effetti dei cambiamenti climatici al livello di organizzazione di comunità e ecosistema.
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