I sistemi alimentari del pianeta dipendono sia dagli ecosistemi terrestri che da quelli marini. In tutto il mondo, gli ecosistemi stanno subendo cambiamenti significativi. “Due gruppi di plancton costituiscono la base della rete alimentare marina e sono così strettamente interconnessi che un cambiamento in uno dei due può ripercuotersi profondamente sull’altro. Con il riscaldamento degli oceani, entrambi stanno cambiando. La mia ricerca indaga la natura di questi cambiamenti – quali specie sono presenti e come varia la loro abbondanza nel tempo – e le conseguenze per il resto della rete alimentare. Se la nostra ipotesi è corretta, i pesci potrebbero ricevere non solo meno cibo, ma anche cibo di qualità inferiore“, afferma la ricercatrice Lauriane Ribas-Deulofeu della Nord University, in Norvegia.
L’intelligenza artificiale accelera il monitoraggio del plancton
Un singolo campione di plancton contiene migliaia di individui; analizzare al microscopio i campioni raccolti in una stagione richiede mesi di lavoro. Ribas-Deulofeu utilizza invece l’intelligenza artificiale per classificarli e misurarli. Il vantaggio non è solo la velocità: questa tecnologia consente agli scienziati di monitorare più siti con maggiore frequenza e di fornire i risultati ai responsabili della gestione ambientale e ai decisori politici quasi in tempo reale, anziché a distanza di anni. “Ho migliaia di immagini da analizzare e classificare. L’intelligenza artificiale può facilitare questo processo, ma prima ho dovuto addestrare il sistema a riconoscere i diversi organismi. È stato un lavoro che ha richiesto molte ore, poiché distinguere tra i vari gruppi non è sempre facile“, spiega la ricercatrice.
Cambiamenti alla base della rete alimentare
I due gruppi principali di plancton sono il fitoplancton e lo zooplancton. Il fitoplancton è costituito da organismi microscopici unicellulari – come alghe verdi o cianobatteri – che fluttuano nell’acqua e utilizzano la luce solare per produrre energia attraverso la fotosintesi. Lo zooplancton è composto da organismi microscopici simili ad animali che si nutrono di fitoplancton e di altri organismi minuscoli. Insieme, costituiscono la base delle reti alimentari marine e d’acqua dolce.
Ecco una spiegazione semplificata del problema: il fitoplancton è fondamentale perché produce la maggior parte della materia organica che sostiene la vita negli oceani, utilizzando poco più della luce solare, dell’anidride carbonica e dei nutrienti. Viene consumato dallo zooplancton, che a sua volta serve da nutrimento per pesci e altri animali marini. Se le popolazioni di fitoplancton dovessero ridursi, o anche solo se la composizione delle specie dovesse variare, le conseguenze potrebbero propagarsi lungo l’intera rete alimentare.
“Il fitoplancton non scomparirà, ma sta cambiando la predominanza delle specie, così come la quantità di biomassa prodotta. Stiamo inoltre studiando se stia variando il periodo delle fioriture e come reagiscano i predatori. Ognuno di questi cambiamenti potrebbe ripercuotersi sull’ecosistema, arrivando a toccare gli stock ittici da cui dipendono le popolazioni umane“, afferma Ribas-Deulofeu.
Il plancton contribuisce allo stoccaggio del carbonio
Il plancton svolge anche un ruolo cruciale nella regolazione del clima terrestre. Il fitoplancton assorbe anidride carbonica e rilascia ossigeno attraverso la fotosintesi; parte del carbonio catturato si deposita negli abissi oceanici, dove rimane stoccato per secoli. “Ecco perché è così importante monitorare il plancton e comprendere in che modo subisca gli effetti del cambiamento climatico“, sottolinea la ricercatrice.
L’Europa unisce le forze nella ricerca sul plancton
La Norvegia non è sola nell’affrontare questa sfida. Ricercatori di tutta Europa collaborano per comprendere meglio i cambiamenti negli ecosistemi marini. “Stiamo creando una rete di ricerca europea per condividere dati, conoscenze e strumentazioni. Il nostro progetto ‘BioBoost+‘ riunisce otto istituzioni di sette Paesi diversi. Inoltre, partecipiamo a una rete che comprende circa 50 partner in tutta Europa, volta a standardizzare l’uso dell’intelligenza artificiale per l’analisi delle immagini del microplancton“, spiega Ribas-Deulofeu.