RICERCA ITALIANA     

Accelerazioni evolutive nel plankton calcareo e loro relazione con i cambiamenti globali durante il Mesozoico ed il Cenozoico. I cambiamenti globali ne sono responsabili?

Università degli Studi di Milano

Abstract

I cambiamenti ambientali recenti e l’instabilità climatica pongono domande pressanti riguardanti l’abilità degli organismi nel sopportare un eccesso di CO2 e di riscaldamento globale. Le preoccupazioni maggiori sono indirizzate alla possibilità che la perdita di biodiversità derivi dalla incapacità del biota a sopportare cambiamenti ambientali rapidi e progressivi, accelerati da emissioni antropogeniche di gas serra. Tutta via il ritrovamento di “nuovi organismi” in vari ecosistemi solleva la possibilità che i cambiamenti globali possano stimolare nel biota speciazione e/o innovazione. Queste nuove forme di vita potrebbero rappresentare adattamenti temporanei a stress ambientali o essere delle reali nuove specie evolutesi in risposta a cambiamenti globali.
L’oceano è il più grande e antico ecosistema sulla Terra e preserva il miglior record dei cambiamenti globali climatici come pure processi endogeni che causano enormi variazioni nei parametri fisici, chimici e trofici. Nella biosfera il plancton calcareo riveste un ruolo particolare poichè nannoplancton e foraminiferi planctonici sono i produttori di calcite più efficienti del pianeta partire da Giurassico. Sono largamente diffusi, rappresentati da taxa sia cosmopoliti che endemici, rilevanti nel ciclo globale inorganico e organico del carbonio, sono estremamente sensibili alle variazioni ambientali e possono influenzare il clima alterando l’albedo e assorbimento/emissione di CO2 a larga scala.
Il record >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca

Isabella Premoli Silva Università degli Studi di MILANO

Obiettivo del Programma di Ricerca

La storia del plancton calcareo indica che periodi di tassi accelerati nella radiazione/ estinizione sono correlati a variazioni globali nella geosfera, idrosfera e atmosfera suggerendo che i pattern evolutivi siano intimamente connessi alle modificazioni ambientali.
L’obiettivo primario di questo progetto è la ricostruzione dei tassi evolutivi del nannoplancton calcareo e dei foraminiferi planctonici (e calpionellidi) in intervalli di tempo selezionati per comprendere il ruolo delle pressioni ambientali sull’evoluzione biologica.
Ci prefiggiamo di contribuire alla comprensione dell’impatto dei cambiamenti globali recenti (rapido incremento di CO2 e temperatura, instabilità climatica) sugli ecosistemi. Analizzeremo intervalli geologici caratterizzati da cambiamenti ambientali estremi per decifrare le reazioni e gli adattamenti della biosfera in modo da fornire previsioni più realistiche del futuro funzionamento degli ecosistemi. Le successioni sedimentarie del Fanerozoico preservano testimonianze di cambiamenti globali verso condizioni di (super)greenhouse e (super)icehouse. Abbiamo selezionato casi rappresentati da successioni pelagiche ben datate, provenienti da almeno due oceani e caratterizzate da abbondanti e ben conservate associazioni a nannofossili e foraminiferi planctonici con significative variazioni del loro tasso evolutivo. Questo permette di ottenere una visione da locale a globale e ad alta risoluzione temporale dei meccanismi evolutivi negli >>>

Risultati parziali attesi

Le forti incertezze riguardanti le predizioni a lungo termine dell’impatto che i cambiamenti globali potrebbero avere sugli ecosistemi, indeboliscono la validità delle proiezioni a breve termine (decadali) della biodiversità relativamente a scenari climatici che implicano alto rischio di estinzione nell’immediato futuro. La ricerca che proponiamo si prefigge di contribuire alla comprensione dei rapporti tra i cambiamenti ambientali ed il funzionamento degli ecosistemi. La biodiversità è determinata dalle variazioni nei fattori abiotici e dalle interazioni (competizione, predazione, infezioni virali ecc.) tra organismi. Entrambi i gruppi di processi agiscono a breve (ecologica) e lunga (evolutiva) scala temporale. Alla scala ecologica, studi recenti hanno suggerito interconnessioni tra parametri fisici, chimici e biologici con l’ambiente. Le reazioni biotiche a cambiamenti ambientali su brevi periodi richiedono l’integrazione delle variazioni a lungo termine della biosfera, solitamente espresse da variazioni nei tassi di speciazione, estinzione e turnover nonchè da intervalli di stasi. La ricerca dei possibili meccanismi che controllano l’evoluzione della vita costituisce uno dei principali temi della paleobiologia moderna; l’importanza dei fattori biotici relativamente a quelli abiotici (ambiente) nel causare o influenzare speciazioni/estinzioni rimane elusiva. In questo contesto, sono necessarie analisi ad alta risoluzione degli eventi evolutivi al fine di chiarire i >>>

Durata

24 mesi

Base di partenza scientifica nazionale o internazionale

La biosfera è un componente fondamentale del Sistema Terra dove processi interagiscono continuamente a breve e lungo termine, lasciando impronte che i geoscienziati cercano di decifrare. Uno degli aspetti maggiori dei cambiamenti globali riguarda l’impatto del riscaldamento e dell’instabilità climatica sugli ecosistemi, con preoccupazioni crescenti rivolte alla capacità della biosfera di reagire e adattarsi ai veloci cambiamenti ambientali. L’abilità delle specie nel raggiungere nuove aree adatte climaticamente sarà contrastata dalla perdita e frammentazione degli habitat e la capacità di resistere in climi appropriati potrebbe essere influenzata da nuovi organismi infestanti.
Il cambiamento climatico degli ultimi 30 anni ha prodotto variazioni nell’abbondanza/ distribuzione ed estinzioni del biota (Pounds et al 1999; Parmesan & Yohe 2003). Studi comparativi hanno rivelato il grado d’alterazione degli ecosistemi a causa di sostituzioni funzionali, come ad esempio nella produttività e resistenza/contrasto alle perturbazioni. La reazione del biota alle variazioni ambientali recenti solleva la possibilità che il cambiamento climatico antropogenico possa divenire in futuro la principale causa di estinzione. La previsione delle risposte degli ecosistemi ai cambiamenti climatici richiede una piena conoscenza dei complessi processi che vi operano a breve e lungo termine. Le proiezioni a breve termine (decadali) della biodiversità indicano un alto rischio di >>>