Un incontro inaspettato

Il fortuito ritrovamento di un’alga “aliena” su una spiaggia dell’Antartide ha innescato un processo di studio e ricerca che ha portato a una conclusione inaspettata: questa regione non è per niente così protetta dall’ingresso di specie estranee come si pensava e, con il mutare del clima globale, il suo intero ecosistema potrebbe cambiare.
Romualdo Gianoli, 23 Novembre 2018
Micron
Micron
Giornalista Scientifico

L’Antartide è un continente talmente diverso da tutto il resto del pianeta, da essere quasi un mondo alieno. Questa diversità è principalmente frutto di condizioni ambientali straordinarie che ne hanno fatto un mondo quasi del tutto isolato, anche dal punto di vista biologico. Certo, molte altre regioni della Terra sono isolate, magari perché separate da vaste distese oceaniche che, però, non rappresentano una barriera invalicabile per la migrazione delle specie. In generale, la maggior parte degli organismi viventi ha molti meccanismi per diffondersi: galleggiare, volare o essere trasportati dalle correnti marine verso nuovi habitat. L’Antartide, invece, non solo è remoto, ma vive anche in uno stato di isolamento insolito. I potenti venti e le correnti oceaniche che circondano il continente formano una specie di barriera protettiva contro le acque più caldi provenienti dal Nord e impediscono agli organismi che si spostano via aria o via mare di raggiungere le coste antartiche. Ciò ha fatto sì che il continente più meridionale e le sue acque circostanti si ritrovino a ospitare una comunità unica di muschi, licheni, alghe, pesci e invertebrati, che si sono evoluti in apparente isolamento, quasi senza alcuna interazione ecologica con il resto del mondo, almeno dal picco dell’ultima grande glaciazione, 18000 anni fa. Ciò ha fatto ritenere che, con una tale barriera fisica alla migrazione naturale, l’unico modo in cui nuovi organismi avrebbero potuto colonizzare l’Antartide è di essere portati lì dagli uomini. È per evitare ciò che tutti i ricercatori e i turisti che si recano in Antartide sono soggetti a misure particolarmente severe per assicurarsi che non trasportino semi, insetti o altri animali estranei.
Ora, però, uno studio condotto da un gruppo di ricercatori dell’Australian National University guidato da Ceridwen Fraser e Adele Morrison, ha dimostrato che questa ipotesi era sbagliata. Nonostante le correnti e i venti contrari, il trasporto passivo di piante e animali da altre latitudini fino all’Antartide non solo è possibile ma, addirittura, frequente. E se i nuovi arrivati non riescono ad attecchire è solo perché l’inospitale clima dell’Antartico li uccide prima che possano stabilirsi.

UN FORTUITO RITROVAMENTO
All’inizio del 2017 il biologo marino Erasmo Macaya, dell’Università cilena di Concepción, si trovava in Antartide per una missione scientifica quando alcune circostanze impreviste lo costrinsero a rimanere nella base per diverse settimane senza avere nulla da fare. Fu così che una mattina, mentre camminava sulla spiaggia dell’isola di King George, s’imbatté in un pezzo di alga Kelp del sud che era andato alla deriva. Tre settimane dopo, uno dei suoi colleghi ne trovò un altro. Macaya, però, sapeva bene che questa alga cresce in gran parte dell’emisfero australe, ma non fino all’Antartide. Insomma quelle piante lì erano decisamente fuori posto. Così Macaya pensò di scrivere al collega Ceridwen Fraser che per oltre un decennio aveva studiato il modo in cui quell’alga migra da un luogo all’altro, portando con sé altre specie. Grazie ai suoi studi Fraser sapeva che, in ogni momento, circa 70 milioni di piante acquatiche vanno alla deriva negli oceani australi e più di un quarto di esse trasporta qualche altra specie. In questo modo molluschi e altri animali attaccati alle alghe possono sopravvivere e persino riprodursi per diverse generazioni.
Sfruttando il fatto che le popolazioni di alghe del sud del Cile, della Nuova Zelanda e di molte piccole isole, hanno sottili differenze genetiche, gli scienziati hanno potuto capire come le diverse specie si diffondono. È proprio su queste piccole differenze che si è basata la ricerca di Fraser, che ha coinvolto non solo la raccolta di campioni di alghe provenienti da tutti i luoghi in cui crescono, ma anche lo sviluppo di nuove procedure di laboratorio per estrarne il DNA. Una cosa non semplice, come ricorda Fraser, perché «le sostanze gelatinose delle alghe interferiscono con le reazioni genetiche».
Con il ritrovamento degli esemplari di King George Island, Fraser ha avuto un buon database delle variazioni genetiche delle alghe e, analizzando 16.000 coppie di basi di DNA di ciascun nuovo campione, sono emerse precise corrispondenze con la loro provenienza geografica. Una veniva dall’isola atlantica della Georgia del Sud, a est della punta meridionale del Sud America, mentre un’altra era originaria delle isole Kerguelen nell’Oceano Indiano. Erano i primi esemplari di alghe ritrovati sulle rive antartiche, ma sicuramente provenienti da fuori e nati nell’area subantartica. Si trattava, dunque, di scoprire come erano arrivate lì quelle alghe. È a questo punto che entra in scena Adele Morrison, esperta modellista delle correnti marine degli oceani del Sud.

MODELLI DA RIVEDERE
Secondo i modelli convenzionali, la potente corrente marina circumpolare antartica diretta verso est, ha una componente verso nord abbastanza forte da impedire l’ingresso di qualsiasi materiale galleggiante da nord verso sud. Ma modelli più dettagliati possono spiegare il modo in cui gli oggetti alla deriva potrebbero muoversi in disaccordo con tali modelli di vasta scala. Morrison ha scoperto, infatti, che inserendo nelle simulazioni alcuni processi che avvengono su scala ridotta, si ottengono risultati qualitativamente diversi.
Uno di questi processi è costituito dalle turbolenze dell’acqua sotto forma di vortici di poche decine di chilometri che da solo, però, non spiega l’arrivo sulle coste antartiche di materiale galleggiante proveniente da nord. Tuttavia, se a questo effetto si somma quello della cosiddetta “deriva di Stokes” (una conseguenza non lineare del moto ondoso per la quale una certa quantità d’acqua superficiale si muove lentamente ma costantemente nella direzione della propagazione delle onde), il risultato è che nelle simulazioni molte delle particelle galleggianti finiscono per raggiungere l’Antartide.
In termini relativi possono sembrare numeri piccoli, appena lo 0,2% di quelle provenienti dalla Georgia del Sud e lo 0,0001% -0,01% di quelle provenienti dalle Isole Kerguelen e altre fonti subantartiche. Ma tenendo conto, come già detto, che milioni di esemplari di alga Kelp del sud vanno alla deriva nell’oceano ogni anno, anche una piccola frazione è un numero decisamente significativo.
Inoltre, questa quantità potrebbe anche essere stata sottostimata perché, come ricorda Morrison: «Non abbiamo considerato la forza diretta del vento che spinge un oggetto fluttuante come una barca a vela». Anche secondo le stime approssimative di Morrison, in qualsiasi momento, potrebbero esserci circa 100 pezzi di alga per ogni 200 km di costa antartica.
Una quantità più che sufficiente per iniziare una colonizzazione ecologica, ma ancora abbastanza piccola da essere passata in gran parte inosservata.

UN AMBIENTE IN TRASFORMAZIONE
Il fatto che, nonostante così tante alghe arrivino in Antartide senza stabilire una vera popolazione, si spiega con la straordinarietà dei fattori ambientali del luogo; cioè l’alga e i suoi eventuali “passeggeri” non si adattano bene a un clima così freddo. Questa constatazione schiude le porte a una conseguenza molto importante: il fatto che le piante e gli animali specifici del continente antartico si siano evoluti nel modo che conosciamo, è accaduto non perché mancasse il contatto con altre specie, come si credeva, ma perché essi erano adattati unicamente alle condizioni dell’Antartico.
Il climate change, però, può cambiare le cose nel futuro. L’Antartide è una delle aree del pianeta che si stanno riscaldando più velocemente e ciò vuol dire che, con il mutare delle condizioni, le sue piante e i suoi animali potrebbero trovarsi ad affrontare una doppia minaccia.
Da un lato potrebbero dover fare i conti con le temperature in aumento e, dall’altro, vedersela con la concorrenza delle specie il cui arrivo sarebbe favorito proprio dall’aumento delle temperature. Specie avvantaggiate nella sopravvivenza, perché già adattate a queste nuove condizioni climatiche.
Tuttavia, è importante sottolineare che i risultati di Fraser, Morrison e colleghi descrivono solo un possibile scenario e non sono delle previsioni perché rimangono molte incognite da considerare. «Abbiamo modellato ciò che sta accadendo ora», dice Fraser, «ma non sappiamo cosa accadrà in futuro».
Ad esempio, lo studio non dice nulla su quali specie è più probabile che stabiliscano nuove popolazioni in Antartide, o quali specie dell’Antartide saranno più vulnerabili. Allo stesso modo, anche i venti, le correnti e l’andamento delle tempeste dell’Oceano Antartico saranno alterati dai cambiamenti climatici in maniera imprevedibile e non è chiaro se la deriva verso sud diventerà più o meno probabile. Solo trovando risposta a questi e ad altri quesiti simili, sarà possibile avere un’immagine più chiara del futuro ecologico dell’Antartide.

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