Hotspot di produttività in un oceano povero di nutrienti. Elevate abbondanze di pesci mangia-plancton su una barriera corallina indo-pacifica. Zafer Kizilkaya, CC BY-SA

Era Charles Darwin, Quasi 200 anni fa, che per primo ha chiesto come potrebbe essere che le barriere coralline potrebbero prosperare in parti relativamente sterili dell'Oceano Pacifico. Questo enigma in seguito divenne noto come paradosso di Darwin.

Uno studio pubblicato questa settimana a Nature Communications aiuta a rispondere a quanto oasi corallo può esistere in deserti oceanici.

La semplice spiegazione è la presenza di piante acquatiche microscopiche note come fitoplancton. La risposta più complicata e scientifica - che chiede perché le isole coralline sono tali hotspot produttivi - è conosciuta come l'Island Mass Effect (IME).

I risultati del nuovo studio forniscono gli scienziati che studiano la pesca e gli habitat marini con importanti intuizioni su come i sistemi di barriera corallina isola può essere così produttivo, in qualità di punti caldi della diversità delle specie, che, a loro volta, contribuiscono a popolare la pesca e forniscono protezione delle coste. Questa conoscenza può aiutare a informare i piani di gestione oceano, in particolare per quanto gli ecosistemi rispondono ai cambiamenti climatici.Illustrazione dell'Isola Mass Effect dal nuovo studio pubblicato su Nature.

The Island Mass Effect (IME)

L'IME, descritta per la prima Il botanico Maxwell S. Doty e colleghi dell'Università della Hawaii, è un fenomeno in cui la crescita del fitoplancton è migliorata vicino agli ecosistemi delle isole coralline.

Fino ad ora, tutti gli studi che cercano di spiegare le ragioni della IME sono stati fatti su piccole aree, geograficamente ristretti, come ad esempio un singolo o di un gruppo isola barriera corallina.

Questo è dove il Nature Communications l'autore principale della carta, Jamison Gove della National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), ei suoi colleghi entrano.

Il loro nuovo studio è il primo a descrivere l'IME lungo la scala di un intero oceano e discute il ruolo di entrambe le popolazioni naturali e umane Island sulla crescita del fitoplancton.

Il team ha misurato quanta fitoplancton è cresciuto intorno a piccole isole e atolli in due modi. Hanno usato immagini satellitari oltre un decennio e indagini dirette nave-based per verificare che le loro stime di immagine erano corrette.

L'IME è risultato essere quasi onnipresente, con 91 per cento degli ecosistemi corallini studiato a dimostrazione del fenomeno, alcuni mostrando quanto 86 per cento in più biomassa di fitoplancton rispetto alle vicine aree oceaniche.

In altre parole, fitoplancton corallo hotspot isola circondata da oceani brulli paesaggi erano quasi ovunque il team ha esaminato.

Il più alto tasso di crescita del fitoplancton intorno alle isole coralline è causata da sostanze nutritive che derivano dalla decomposizione animali della barriera, upwellings di ricchi di nutrienti acque più fredde verso la superficie, gli effetti di miscelazione delle onde e delle correnti, e sedimentazione dall'erosione terreno. Ci sono anche deflussi di derivazione umana da agricoltura, lo sviluppo urbano e gli ingressi delle acque reflue, che tutti aggiungere sostanze nutrienti alle acque costiere.

Chi se ne frega della IME o paradosso di Darwin?

microscopico fitoplancton gioca un ruolo fuori misura in vita dell'oceano.

Convertendo l'energia del sole in crescita vegetale, essi sono una componente essenziale nei nostri oceani e guidano la struttura delle reti alimentari e, in ultima analisi, i raccolti globali della pesca. Più fitoplancton significa anche risorse più ricche di energia per importanti organismi di barriera che determinano l'architettura delle barriere coralline tropicali, che forniscono protezione alle coste vicine.

Southern Line Islands. Un'elevata produttività significa più crescita e copertura dei coralli offrendo protezione costiera alle nazioni insulari e maggiore biodiversità e abbondanza. Brian Zgliczynski - Scripps Institution of Oceanography, San Diego, CaliforniaL'aumento dei livelli di fitoplancton non è, tuttavia, sempre una buona notizia. È stato dimostrato che i livelli estremi di arricchimento di nutrienti derivanti dal deflusso correlato all'agricoltura e ad altre attività umane aumentare la biomassa di fitoplancton a livelli che possono causare strutture demografiche mare per cambiare tutto. Alti livelli di nutrienti hanno anche portato alla mortalità di massa di più sensibili, specie ancora importanti lungo con la soppressione della crescita barriera.

Grazie ad una migliore comprensione del ruolo della IME e il suo impatto sulla pesca, nonché gli effetti negativi di alta arricchimento di nutrienti di derivazione umana, nazioni insulari possono concentrare gli sforzi di conservazione marine su assicurando che non sovraccaricare i sistemi di barriera locali passato tali punti critici.

Il futuro delle isole coralline

Si prevede che i cambiamenti climatici aumenteranno le temperature degli oceani, il che abbasserà la produttività degli oceani abbassando il modo in cui i nostri oceani ciclano e si mescolano intorno al pianeta. L'IME sarà quindi un fenomeno sempre importante da comprendere quando svilupperemo piani per sostenere gli ecosistemi delle barriere coralline in futuro per evitare stress da acque più calde.

Per sfruttare in modo sostenibile la pesca tropicale e continuare a fare affidamento sulle barriere coralline per proteggere le popolazioni umane in prossimità della terraferma, la ricerca dovrebbe concentrarsi sulla comprensione dei processi che rendono le isole e gli atoll delle isole coralline la produttività. Dobbiamo approfondire le domande che Darwin stava chiedendo a 180 anni fa, applicandole agli oceani globali di oggi e ai previsti cambiamenti futuri.

In piena espansione la produttività a Palmyra Atoll, nel Pacifico centrale, l'effetto collettivo dell'isola che porta enormi ricompense di pesca in un oceano altrimenti vuoto. Gareth J Williams, School of Ocean Sciences, Bangor University, Regno Unito

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