Gli ecosistemi marini sono sempre più esposti agli effetti del cambiamento climatico, e a pagarne le spese sono anche i microrganismi che popolano le scogliere costiere. Un team di ricercatori dell’Università di Pisa e della Scuola Superiore Sant’Anna ha studiato come le oscillazioni termiche dell’aria influiscano sul biofilm marino, un sottile strato vivente formato da microalghe e batteri, fondamentale per l’equilibrio degli habitat rocciosi. Lo studio, pubblicato sulla rivista Nature Communications, ha rivelato che le variazioni improvvise di temperatura possono compromettere la biodiversità e la resilienza di questi ecosistemi.
L’indagine è stata condotta sugli scogli di Calafuria, a Livorno, un’area caratterizzata da piattaforme rocciose di arenaria che emergono con la bassa marea. Qui i ricercatori hanno simulato due diversi regimi termici: un riscaldamento costante e un sistema caratterizzato da oscillazioni termiche imprevedibili, scenario sempre più comune a causa del riscaldamento globale.
I risultati hanno mostrato che un aumento graduale della temperatura favorisce la presenza di specie con funzioni complementari, capaci di “darsi il cambio” in caso di difficoltà. Questo meccanismo permette al biofilm di resistere meglio agli eventi estremi. Al contrario, le forti oscillazioni di temperatura riducono la diversità biologica, favorendo organismi a crescita rapida, più capaci di riprendersi dopo uno shock termico ma meno resistenti nel lungo periodo.
«Il cambiamento climatico non si manifesta solo attraverso l'aumento medio delle temperature, ma anche con una crescente variabilità termica, cioè oscillazioni imprevedibili tra picchi di calore e periodi meno caldi – spiega il professor Luca Rindi dell’Università di Pisa, primo autore dello studio – In un mondo che si prospetta sempre più caldo e instabile, i microrganismi marini potrebbero, da un lato, reagire più rapidamente agli shock, ma dall’altro diventare più vulnerabili di fronte a eventi estremi ripetuti nel tempo. In vista delle sfide che il clima ci riserva, lo studio apre una finestra sul futuro, aiutandoci a capire come questo importante elemento dell’ecosistema costiero reagirà ai cambiamenti climatici».
Per ricreare le condizioni di aumento della temperatura, i ricercatori hanno utilizzato speciali camere metalliche riscaldate da piccole stufe, monitorando le variazioni con sensori elettronici di precisione. L’analisi della risposta del biofilm è stata condotta con una fotocamera a infrarossi, in grado di rilevare la quantità di clorofilla presente. Inoltre, grazie alla collaborazione con l’Istituto di Scienze della Vita della Scuola Superiore Sant’Anna, il DNA dei microrganismi è stato analizzato con avanzate tecniche di sequenziamento, simili a quelle usate per lo studio del genoma umano.
Anche il professor Matteo Dell’Acqua, direttore dell’Istituto di Scienze delle Piante della Scuola Sant’Anna e coautore dello studio, sottolinea il valore della ricerca: «Il successo di questa collaborazione dimostra ancora una volta il valore del sistema universitario pisano. L’unione delle competenze uniche presenti sul nostro territorio ci permette di esplorare la frontiera della ricerca sugli effetti del cambiamento climatico».
L’Università di Pisa ha svolto un ruolo centrale nella ricerca, in particolare attraverso il Dipartimento di Biologia, con il coinvolgimento dei professori Luca Rindi e Lisandro Benedetti-Cecchi. L’ateneo ha fornito supporto scientifico e logistico per la realizzazione degli esperimenti sul campo e l’analisi dei dati ecologici e microbiologici, grazie anche al contributo del Green Data Center.
Lo studio si inserisce nel contesto del programma europeo ACTNOW (Advancing understanding of Cumulative Impacts on European marine biodiversity, ecosystem functions and services for human wellbeing), che analizza gli effetti cumulativi del cambiamento climatico sugli ecosistemi marini. Le scoperte fatte a Calafuria potranno contribuire a sviluppare strategie di conservazione più efficaci, aiutando a proteggere la biodiversità marina in un mondo in continua trasformazione.
