Un nuovo sguardo al plancton e alla biogeochimica dell’oceano

I modelli convenzionali mostrano il plancton marino come appartenente a uno di due gruppi: minuscole piante conosciute come fitoplancton o lo zooplancton che si ciba di esse. Tuttavia, questo approccio è messo in dubbio dall’esistenza degli organismi mixotrofi, che sono in grado di usare diverse fonti di energia e carbonio. Ad esempio, la maggior parte del plancton che effettua la fotosintesi si nutre anche di batteri.

Il progetto BIOMES (“Biogeochemical impacts of mixotrophy and ecological stoichiometry”) ha studiato i meccanismi ecologici che influenzano la mixotrofia. Per studiare in che modo le interazioni tra i livelli trofici nella catena alimentare influiscono sull’ecologia su larga scala e sul ciclo biogeochimico sono state usate delle osservazioni e dei modelli alimentari sul web. Il livello trofico di un organismo può essere descritto come la posizione che esso occupa nella catena alimentare.

Per mostrare una rappresentazione accurata della mixotrofia basata su una gamma continua, dal fitoplancton allo zooplancton, è stato creato un modello al computer. Esso è stato sviluppato usando un modello di colonna d’acqua 1D prima di essere esteso a un completo modello globale dell’oceano. Il modello aiuterà a chiarire i meccanismi che consentono agli organismi mixotrofi di competere in differenti ambienti e in che modo il loro successo influisce sul ciclo degli elementi.

Inoltre, sono stati studiati i cambiamenti nei rapporti degli elementi nel plancton in vaste aree, ed è stato sviluppato un modello per comprendere la competizione tra fissatori dell’azoto marino e altro fitoplancton. Questa variabilità degli elementi è una componente importante del ciclo globale del carbonio. Perciò, il modello aiuterà a spiegare i collegamenti tra fisiologia, ecologia e biogeochimica.

I risultati hanno mostrato che gli organismi mixotrofi possono sfruttare dei bacini di risorse che precedentemente erano considerati come non raggiungibili dal fitoplancton o dallo zooplancton. Questo meccanismo potrebbe avere delle importanti implicazioni, perché i risultati del modello suggeriscono che la mixotrofia consente un trasferimento di biomassa molto più efficiente a livelli più alti nella catena alimentare.

Il lavoro svolto da BIOMES ha fornito agli scienziati nuove informazioni sul modo in cui il plancton marino influisce sui cicli biogeochimici nell’oceano. Esso aiuterà inoltre ad aumentare la comprensione del ciclo globale del carbonio.