Analysis of the cause of shifts in algal taxa and abundance over 50 years in an oligotrophic lake in central NY
Questo articolo analizza 50 anni di dati algali del lago Skaneateles per determinare che i cambiamenti osservati nelle popolazioni nel 1991 sono stati causati principalmente da cambiamenti metodologici nei rilievi, mentre le variazioni del 2008 sono state guidate da fattori ambientali come stagioni di crescita più lunghe e mitili invasivi.
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Immaginate una capsula del tempo d'acqua di 50 anni, che giace nel profondo del lago Finger Lakes, a New York. Questo è il Lago Skaneateles, un corpo idrico cristallino e povero di nutrienti (oligotrofico) che ha servito come fonte d'acqua potabile non filtrata per la città di Syracuse dal 1894. Per mezzo secolo, la città di Syracuse ha effettuato un "censimento algale" quotidiano, contando le minuscole piante galleggianti (fitoplancton) che vivono nell'acqua.
I ricercatori che hanno scavato in questo enorme set di dati hanno scoperto che la popolazione microscopica del lago non è solo scivolata lentamente nel tempo; ha dato due enormi feste improvvise dove la lista degli invitati è cambiata completamente. Il primo grande cambiamento è avvenuto nel 1991, e il secondo nel 2008. Ma chi ha invitato i nuovi ospiti e chi ha cacciato via i vecchi? La risposta è un mix di lavoro investigativo, magia del microscopio e drammi da specie invasive.
Il Grande Cambio del 1991: Un Caso di "Occhiali Migliori"
La prima grande sorpresa è stata un'esplosione massiccia nel numero di piccoli cianobatteri unicellulari chiamati Synechocystis. Prima del 1991, erano praticamente invisibili, costituendo meno dello 0,1% del conteggio. Improvvisamente, nel 1991, sono decollati fino a raggiungere una media del 93,0% della popolazione di cianobatteri.
Il lago era stato improvvisamente invaso da questi minuscoli organismi? Il documento suggerisce di no. Invece, gli autori indicano un cambiamento nelle "occhi" che osservavano il lago. Nel 1988, un nuovo tecnico ha assunto il compito del conteggio. Questa nuova persona ha iniziato a usare un microscopio con un ingrandimento maggiore (200x invece di 100x).
Pensatelo così: il primo tecnico guardava il lago attraverso un binocolo, mentre il secondo tecnico è passato a un telescopio ad alta potenza. Le cellule di Synechocystis sono così piccole (circa 1–2 µm) che erano essenzialmente invisibili ai "binocoli". Il nuovo "telescopio" non ha creato più organismi; ha solo permesso agli osservatori di vedere quelli che erano già lì. Il documento sostiene che questo cambiamento del 1991 fosse probabilmente un cambiamento metodologico — un cambiamento nel modo in cui guardavamo, non necessariamente un cambiamento nel lago stesso.
Lo Slittamento del 2008: Il Vero Dramma Ecologico
Se il 1991 è stato un trucco della luce, il 2008 è stato un vero terremoto ecologico. Questa volta, i cambiamenti non riguardavano solo il vedere meglio le cose piccole; l'intera struttura della comunità del lago è effettivamente cambiata.
Gli Invasori Arrivano
Il documento evidenzia l'arrivo di mitili invasivi come un importante sospettato. I mitili zebra sono apparsi intorno al 1995, ma entro il 2008, stavano venendo sostituiti dai loro cugini, i mitili quagga.
- L'Analogia: Immaginate il lago come un enorme buffet. I mitili zebra erano come commensali che sedevano solo ai tavoli vicino al bordo (le parti poco profonde e rocciose). Ma i mitili quagga sono i commensali che possono sedersi ovunque, anche sul pavimento morbido e profondo del lago. Poiché il Lago Skaneateles è profondo e freddo, i mitili quagga hanno preso il controllo dell'intero buffet.
- L'Effetto: Questi mitili sono filtri super efficienti. Mangiano l'alga "normale" (come diatomee e alghe verdi) ma spesso lasciano stare i cianobatteri perché sono troppo piccoli o hanno un sapore sgradevole. Entro il 2008, i mitili avevano liberato il tavolo dalla concorrenza, lasciando che i cianobatteri banchettassero e si moltiplicassero.
Il Riscaldamento
Mentre i mitili facevano il loro lavoro, il lago riceveva anche una calda coperta di calore. Il documento nota che la temperatura dell'acqua nei mesi estivi (da maggio a settembre) è aumentata di 0,8 °C per decennio. La "stagione di crescita" — il tempo in cui l'acqua rimane sopra i 15 °C — si è allungata da una media di 116 giorni negli anni '70 a 143 giorni negli anni 2020.
- L'Analogia: I cianobatteri sono come persone che amano prendere il sole e il calore. Più lunga è l'estate, più tempo hanno per dare una festa. Il documento suggerisce che, sebbene il calore non abbia causato direttamente un picco nei numeri da solo, ha rimosso le "barriere" che un tempo impedivano loro di crescere, dando loro un vantaggio competitivo.
Il Mistero dei Nutrienti
Si potrebbe pensare che più cibo (nutrienti) abbia causato la festa. Il documento ha esaminato i livelli di fosforo totale (TP), che sono solitamente il carburante principale per le alghe.
- Il Colpo di Scena: I dati mostrano che i livelli di fosforo totale (TP) sono rimasti bassi per la maggior parte del record. Tuttavia, c'è stato un bizzarro e temporaneo picco a partire dal 2014, in cui i livelli sono saliti a 15,5 µg L-1 (circa tre volte la linea di base).
- La Connessione: Questo picco ha coinciso con la prima avvistamento di un diverso tipo di cianobatterio, potenzialmente dannoso, chiamato Microcystis, nel 2014, che ha portato alla prima fioritura algale nociva documentata (cHAB) nel 2017. Il documento suggerisce che questo aumento di nutrienti potrebbe aver aiutato il Microcystis a stabilirsi, ma non è chiaro se si sia trattato di un cambiamento permanente o solo di un errore temporaneo.
Cosa il Documento Esclude
È importante sapere cosa non ha causato i cambiamenti. Gli autori hanno esplicitamente controllato ed escluso alcune cose:
- Pioggia e Deflusso: Hanno esaminato grandi eventi temporaleschi e afflussi. Sebbene una massiccia tempesta nel 2015 abbia causato un picco temporaneo di alghe, non c'era un legame coerente tra la pioggia e i cambiamenti a lungo termine del 1991 o del 2008.
- Solo Temperatura: Sebbene il lago si sia scaldato, il documento ha trovato nessuna correlazione diretta tra la temperatura e il numero di cellule algali negli anni successivi al 1992. Il calore ha aiutato, ma non è stato l'unico motore.
- Nutrienti come Unica Causa: Il documento argomenta contro l'idea che il fosforo da solo controlli tutto. I grandi cambiamenti sono avvenuti prima dei picchi di nutrienti, e il lago è cambiato anche rimanendo "oligotrofico" (basso contenuto di nutrienti).
Il Verdetto
Quindi, cosa è successo al Lago Skaneateles in 50 anni?
- 1991: Abbiamo ottenuto microscopi migliori e ci siamo resi conto che i minuscoli organismi erano lì da sempre.
- 2008: Il lago è effettivamente cambiato. I mitili invasivi quagga si sono spostati nelle acque profonde, hanno mangiato la concorrenza e hanno lasciato che i cianobatteri prendessero il sopravvento. Estati più calde e lunghe hanno dato loro tempo extra per festeggiare.
- 2014: Un picco temporaneo di nutrienti potrebbe aver aiutato un tipo specifico e dannoso di cianobatterio (Microcystis) ad arrivare, portando alla prima vera "fioritura cattiva" in decenni.
Il documento conclude che non possiamo incolpare una sola cosa. Non è stato solo il meteo, e non sono stati solo i nutrienti. È stata una tempesta perfetta di migliori metodi di conteggio, specie invasive e cambiamenti climatici che hanno lavorato insieme. La lezione? Per capire un lago, devi guardare l'immagine completa, non solo un pezzo del puzzle.
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