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Cambiamenti climatici e oceano: quale futuro per i pesci? – Edizione serale Ouest-France

Di Jimmy DEVERGNE, Arianna SERVILI, Cristina GARCIA FERNANDEZ, Véronique LOIZEAU (Ifremer), via The Conversation

Il riscaldamento globale sta causando l’acidificazione degli oceani e una diminuzione dell’ossigeno disponibile per i pesci. All’interno di Ifremer, l’istituto di ricerca francese per lo sfruttamento marino, la ricerca continua su questi temi è una sfida importante per sviluppare la strategia per la gestione e la conservazione degli ecosistemi marini.

Dall’istituzione del Gruppo intergovernativo sui cambiamenti climatici (IPCC) e l’emergere di i loro rapporti di valutazione del sistema climatico globaleil cambiamento dei parametri ambientali fisico-chimici è una certezza.

Infatti, le diverse emissioni delle attività antropiche (gas serra, trattamento dei rifiuti, inquinanti chimici e/o biologici, ecc.) sconvolgono gli ecosistemi. Agendo da cuscinetto, gli oceani e più specificamente le acque superficiali regolano la conseguente fornitura di anidride carbonica atmosferica (CO₂). Questi pozzi di carbonio limitano così l’impatto terrestre delle continue emissioni di CO₂, uno dei principali attori di questo cambiamento globale.

Attualmente la concentrazione di anidride carbonica (espressa in pressione parziale pCO₂) è stimata in 400 µatm, che corrisponde ad un pH in ambiente marino di 8.

Secondo le proiezioni dell’IPCC, la pCO₂ degli oceani di superficie raggiungerà valori di 1.200 µatm entro il 2100, portando (tra l’altro) a un calo significativo del pH dell’acqua di mare (pH stimato a 7,6). Queste variazioni nelle proprietà fisico-chimiche delle acque superficiali del mondo portano all’indebolimento degli ecosistemi marini.

acidificazione degli oceani

Infatti, il cambiamento dei parametri degli oceani (riscaldamento, acidificazione, ipossia, salinità) può avere un impatto sulle funzioni fisiologiche degli organismi acquatici, a seconda delle variazioni del loro ambiente. I pesci sono particolarmente sensibili alle variabili ambientali che possono causare cambiamenti nel loro comportamento e nelle funzioni fisiologiche (crescita, alimentazione, maturazione, riproduzione).

Lo studio degli effetti a lungo termine dei cambiamenti globali sulla fisiologia dei pesci è oggetto di numerosi progetti di ricerca nell’ambito di LEMAR-Ifremer (Laboratorio di Scienze Ambientali MARin e Istituto di ricerca francese per lo sfruttamento del mare), che ha maturato una notevole esperienza nello studio degli effetti dell’acidificazione degli oceani, in particolare studiando la spigola.

Sito Ifremer a Plouzané, nel Finistère. (Foto: Ifremer / via The Conversation)

L’esposizione dei pesci marini alle condizioni ambientali previste per il prossimo futuro è essenziale per valutare le capacità fisiologiche di acclimatamento degli organismi acquatici al fine di comprendere la vulnerabilità di queste popolazioni.

Il bar europeo (Dicentrarchus labrax), è una specie modello ideale per studi sperimentali in ambiente controllato. Combina infatti diverse caratteristiche interessanti: una specie di interesse commerciale (acquacoltura e pesca), che è stata oggetto di numerosi studi che hanno permesso di sfruttare una grande quantità di informazioni sulla sua fisiologia, biologia ed ecologia. La conoscenza di questa specie (crescita, riproduzione, ciclo vitale) e la sua facilità di allevamento consentono di comprendere in laboratorio gli effetti e le conseguenze del cambiamento dei parametri ambientali (temperatura, pH, cibo, ossigeno) sulle sue funzioni fisiologiche. nelle diverse fasi del suo ciclo di vita.

Tra i progetti realizzati sui diversi stadi vitali della spigola, spesso viene approfondito lo stadio larvale, che è il più vulnerabile e sensibile ai cambiamenti ambientali. Tuttavia, con l’acidificazione ambientale non è stato dimostrato alcun effetto sulla crescita, a dimostrazione della capacità della larva di resistere a questo fenomeno. Tuttavia, il sistema olfattivo sembra risentire a vari livelli del suo funzionamento, come suggerito da studi di biologia molecolare.

Larve di spigola (Dicentrarchus labrax) dopo la schiusa. (Foto: O. Mouchel)

Contro ogni previsione, questi studi mostrano una stimolazione positiva dei geni coinvolti nel riconoscimento dei patogeni presenti nel sistema olfattivo dei giovani animali, aprendo una nuova domanda sui possibili effetti della resistenza della spigola contro gli attacchi virali e batterici. . Questi effetti possono essere visti anche nella loro prole, che può influenzare la loro percezione e interazione con l’ambiente e influenzare la loro sopravvivenza a lungo termine.

L’ossigeno disponibile sta diminuendo negli oceani

L’aumento della CO₂ acquatica porta anche a una diminuzione dell’ossigeno disponibile nell’acqua. Tuttavia, i pesci esposti all’ipossia (diminuzione della concentrazione di ossigeno nell’acqua), anche di lieve entità, sviluppano malformazioni respiratorie durante le prime fasi dello sviluppo e la loro crescita è ridotta. Questo effetto sulla crescita è dovuto ad una disfunzione delle proteine ​​digestive che in queste condizioni appaiono meno efficaci. Inoltre, l’esposizione degli stadi larvali a un fenomeno di ipossia riduce la tolleranza degli stadi giovanili a basse concentrazioni di ossigeno, aumentando la vulnerabilità della specie di fronte a scenari di ipossia.

Attualmente, la ricerca sugli effetti dell’acidificazione degli oceani su questa specie si concentra sugli adulti in questo laboratorio. Secondo i risultati di laboratorio e altri studi scientifici, è stato osservato che i cambiamenti nelle variabili ambientali come temperatura, salinità, acidificazione o ipossia hanno un impatto sul comportamento e sulla fisiologia riproduttiva. adulti.

Uova di branzino europeo (Dicentrarchus labrax). (Foto: O. Mouchel)

Questi studi sugli effetti sui tre principali stadi di vita della spigola (larve, giovani adulti) sono attualmente in corso e approfonditi in laboratorio utilizzando un approccio integrato che permette di comprendere l’intero ciclo vitale della spigola nella sua continuità ed eventualmente intergenerazionale effetti. A tal fine è in corso un esperimento originale ed unico per questo tipo di specie su individui tenuti in vasca di nidificazione dallo stadio larvale (da due a quattro giorni dopo la schiusa) allo stadio adulto (4 anni) a condizioni di pH corrispondenti al da un lato con le condizioni naturali attuali e dall’altro con quelle previste dallo scenario più severo dell’IPCC per l’anno 2100. La crescita e la riproduzione di questi pesci sono studiate su più cicli riproduttivi e su due generazioni. A nostra conoscenza, gli effetti intergenerazionali dell’acidificazione sulla riproduzione dei pesci non sono mai stati studiati prima.

Esperimenti precedenti hanno enfatizzato le differenze tra le due condizioni sperimentali per quanto riguarda vari aspetti della riproduzione, come la maturazione in entrambi i sessi, la qualità dei gameti e il periodo di deposizione delle uova.

Sulla base di questi risultati iniziali, vengono sviluppati nuovi progetti di ricerca attorno ad approcci multi-stress che mirano a combinare diversi stress del cambiamento globale per evidenziare l’impatto combinato di queste perturbazioni sulla resilienza fisiologica degli organismi. Ad esempio, l’approccio multi-stress (temperatura, acidificazione e contaminazione chimica di tipo xenoestrogenico, EE2) è stato recentemente avviato in laboratorio sullo spinarello a tre spine. (Gasterosteus aculeatus) una nuova specie con un ciclo di vita breve, che consente di osservare tutte le fasi della vita in un anno. I primi risultati mostrano che con il multistress le uova sono generalmente più piccole e le larve crescono meno bene. Questi primi indizi suggeriscono i primi effetti del cambiamento ambientale.

Tre embrioni di spinarello (Gasterosteus aculeatus) a quattro giorni di sviluppo. (Foto: J.Devergne)

Continuare questi progetti di ricerca per comprendere e anticipare gli effetti dei cambiamenti climatici sui pesci è un tema caldo e una sfida importante per lo sviluppo di strategie per la gestione e la conservazione degli ecosistemi marini.

Riguardo agli Autori. Jimmy Devergne: Dottorando in biologia, biochimica cellulare e molecolare, Ifremer. Arianna Servili: ricercatore in endocrinologia e fisiologia dei pesci alla luce degli ambienti che cambiano, Ifremer. Cristina Garcia Fernandez: post-dottorato in ecologia e fisiologia dei pesci, Ifremer. Veronique Loizeau: ricercatore sul bioaccumulo di contaminanti organici, Ifremer.

La versione originale di questo articolo è stata pubblicata in La conversazione

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