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Il Lago Baikal, nella Siberia meridionale, è il lago d’acqua dolce più antico e profondo del mondo e, a causa della sua età e del suo isolamento, è eccezionalmente ricco di biodiversità, ma questo straordinario ecosistema è minacciato dal riscaldamento globale. In questo estratto da I nostri antichi laghi: una storia naturale (MIT Press, 2023), Jeffrey McKinnon esamina il cambiamento di regime che sta avvenendo sul lago.
Essendo il più grande e il più profondo dei laghi d’acqua dolce, con un vasto volume che comprende il 20% dell’acqua dolce liquida del pianeta, ci si potrebbe aspettare lago Baikal essere resistente al cambiamento. Pertanto, ci fu un grande interesse quando negli anni 2000 iniziarono ad apparire analisi complete dei set di dati di 60 anni raccolti da Mikhail Kozhov, Olga Kozhova e Lyubov Izmest’eva.
Questi e altri dati mostrano chiaramente che il Baikal si sta riscaldando e che la durata annuale del ghiaccio si sta riducendo. Sta inoltre diventando evidente che questi cambiamenti influenzano gli organismi del lago indirettamente attraverso effetti su altri processi fisici nel lago, oltre che direttamente. In alcuni casi, i cambiamenti nei processi fisici influenzano il modo in cui gli organismi interagiscono tra loro.
Nel primo importante rapporto che presenta analisi complete dei dati raccolti dalla famiglia Kozhov, Stephanie Hamptondel Centro nazionale statunitense per l’analisi e la sintesi ecologica (ora presso la Carnegie Institution for Science), Izmest’eva e un team di collaboratori provenienti da più istituzioni hanno riferito sui cambiamenti biologici che avevano accompagnato il riscaldamento del Baikal.
Hanno scoperto che la massa algale è complessivamente in aumento, così come il numero di un gruppo di zooplancton ampiamente distribuito noto come cladoceri, che vivono bene a temperature più elevate. Al contrario, l’endemico, amante del freddo Epischurella (un tipo di piccolo crostaceo) è leggermente diminuito o stabile. A causa delle differenze fisiologiche e di altro tipo tra i diversi tipi di zooplancton, Hampton, Izmest’eva e colleghi suggeriscono che se queste tendenze persistessero o si intensificassero, i modelli del ciclo dei nutrienti nel lago potrebbero essere sostanzialmente influenzati, con ampie conseguenze ecologiche.
In un’analisi complementare dei dati provenienti da carote di sedimenti superficiali, un team internazionale guidato da scienziati britannici Giorgio Swann (Università di Nottingham) e Anson Mackay (University College di Londra) hanno esaminato il modo in cui i cambiamenti naturali e guidati dall’uomo hanno influenzato il ciclo dei nutrienti e dei prodotti chimici e, in ultima analisi, i cambiamenti nella produttività delle alghe. Il loro arco temporale di 2.000 anni era più lungo, ma ancora relativamente recente. La loro conclusione più importante è che dalla metà del 19° secolo, la fornitura di nutrienti chiave è notevolmente aumentata, dalle acque più profonde, ricche di nutrienti, alle acque meno profonde, dove la luce è elevata e le alghe possono essere produttive.
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Suggeriscono che questo sia il risultato di aumenti documentati della forza del vento sul lago, che può causare una “ventilazione” più estesa delle acque profonde. La causa dell’aumento della forza del vento non è ancora nota con certezza, ma è probabile che contribuiscano la diminuzione della copertura di ghiaccio insieme all’aumento della temperatura dell’aria e delle acque superficiali.
Hampton e Izmest’eva si sono basati su queste e altre scoperte in un modello matematico dell’ecosistema in acque libere del Baikal, sviluppato con diversi collaboratori aggiuntivi tra cui Sabine Wollrab della Michigan State University e dell’Istituto Leibniz di ecologia delle acque dolci e pesca nelle acque interne di Berlino. Nel modello, cercano di integrare le interazioni biologiche tra organismi con i cambiamenti nell’ambiente fisico. Il loro obiettivo è comprendere meglio le cause dei recenti cambiamenti nei modelli stagionali di abbondanza di alghe, soprattutto in inverno.
Il Baikal, con la luce solare che penetra nel suo limpido ghiaccio invernale, ha tradizionalmente avuto un picco di produttività delle alghe in inverno e all’inizio della primavera – un’altra caratteristica insolita di questo sistema. Alla fine del XX secolo questi picchi erano spesso ritardati, più deboli o semplicemente assenti. I dati della famiglia Kozhov hanno rilevato questi modelli, che raramente possono essere valutati nei laghi, a causa del loro campionamento determinato durante gli inverni.
Il modello, che tiene conto Epischurella abbondanza e pascolo, e considera popolazioni separate di alghe adattate al freddo e all’acqua calda, suggerisce che questi cambiamenti nell’abbondanza di alghe possono essere in gran parte il risultato di una ridotta copertura di ghiaccio annuale e che se la copertura di ghiaccio continua a diminuire il picco invernale delle alghe potrebbero scomparire del tutto. Il modello è alquanto complesso, ma i risultati previsti derivano almeno in parte dalla maggiore capacità del modello Epischurella per sopprimere la crescita della popolazione di alghe mangiando le alghe quando c’è meno copertura di ghiaccio.
Il modello descrive un “cambio di regime”, un passaggio graduale da uno stato di un sistema a uno stato diverso che comporta una diversa gamma di variazioni. Nessun modello è definitivo, e questo potrebbe evolversi di pari passo con l’evoluzione della nostra comprensione delle interazioni ecologiche, ma il contrasto tra il cambio di regime e il cambiamento costante e graduale è preoccupante e persino spaventoso.
Lo indica il riscaldamento globale e altri cambiamenti ambientali generati dall’uomo possono talvolta causare cambiamenti improvvisi negli ecosistemi che possono essere difficili da prevedere e invertire.
Il Lago Baikal, il più grande e il più antico degli antichi laghi d’acqua dolce, ebbe origine ai tempi dei dinosauri e iniziò ad assumere la sua forma moderna ben prima della comparsa della nostra stirpe, gli Homininae.
Eppure assunse il suo attuale carattere profondo e completamente ossigenato solo nel tardo Pleistocene (da 2,6 milioni a 11.700 anni fa). Tra la sua variegata fauna endemica, i suoi anfipodi gammaridi e le sculture sono particolarmente ben studiati. Le specie provenienti da entrambe le radiazioni sono insolitamente importanti nelle catene alimentari in acque libere e anche come prede per l’unica specie di foca d’acqua dolce del pianeta, la nerpa (Scatola sibirica).
Altre specie gammaridi e sculpine sono importanti nelle comunità di sorgenti e sorgenti abissali altamente caratteristiche del Baikal, che sono energizzate dal metano che filtra nei sedimenti e nelle acque profonde del lago.
Essendo l’antico lago ricco di biodiversità alla latitudine più alta, il Baikal mostra gli effetti diretti e indiretti del riscaldamento globale sui suoi sistemi e processi fisici e biologici. Il lago potrebbe essere interessato da un cambiamento del regime ecologico che dovrebbe dare una pausa alle creature che vivono in un ecosistema più grande ma ancora limitato, anch’esso in rapido riscaldamento.
Estratto da I nostri antichi laghi: una storia naturale, di Jeffrey McKinnon. Pubblicato da The MIT Press. Copyright © 2023 MIT. Tutti i diritti riservati.
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