Has climate change altered Jan Mayen Island Arctic Charr life-history traits and feeding ecology?

Negli angoli freddi e remoti dell'Artico, la vita esiste su un filo del rasoio, dove un singolo grado di riscaldamento può rimodellare un intero ecosistema. Per decenni, gli scienziati hanno osservato come l'aumento delle temperature influenzi gli animali che chiamano queste terre ghiacciate casa, in particolare i pesci come il salmerino artico. Questi pesci sono maestri dell'adattamento, spesso dividendosi in forme diverse all'interno di un singolo lago: alcuni rimangono piccoli e mangiano minuscoli insetti, mentre altri crescono abbastanza da mangiare i propri simili. Questa divisione, nota come strategia di storia della vita, è solitamente una danza evolutiva lenta guidata dalla disponibilità di cibo e dalla competizione. Ma quando il clima cambia rapidamente, sorge la domanda: il pesce cambia il proprio corpo e il proprio comportamento per sopravvivere, o semplicemente fatica a tenere il passo? Comprendere questi cambiamenti è fondamentale perché l'Artico si sta riscaldando più velocemente di quasi ogni altra parte della Terra, e le creature che vivono lì offrono una finestra chiara su come la natura risponda quando le regole del gioco cambiano.

Sull'isola vulcanica e minuscola di Jan Mayen, che galleggia nel Mar di Groenlandia, un esperimento unico si è svolto per quasi trecento anni. Nel 1732, un'eruzione vulcanica spinse la terra verso l'alto, isolando un lago chiamato Nordlaguna dall'oceano. I pesci all'interno, una popolazione di salmerini artici, furono tagliati fuori dal mare e costretti a sopravvivere interamente da soli. Negli ultimi sessant'anni, l'isola si è riscaldata significativamente. La temperatura media durante i mesi estivi, quando il lago è privo di ghiaccio, è salita da 3,8 gradi Celsius nei primi anni '60 a 5,6 gradi Celsius negli ultimi anni. Un team di ricercatori è tornato di recente in questo lago isolato per vedere se questo riscaldamento avesse alterato i pesci. Volevano sapere se i salmerini fossero cresciuti di più, se fossero maturati più velocemente o se avessero cambiato ciò che mangiavano, e se questi cambiamenti fossero segni di una popolazione che lotta per adattarsi o di una che prospera in un nuovo mondo.

I ricercatori si sono messi in marcia nell'agosto 201 even 2019 per catturare i pesci a Nordlaguna, utilizzando reti progettate per catturare i pesci più piccoli e numerosi, risparmiando i pochi esemplari grandi che agiscono da predatori. Hanno confrontato le loro scoperte con i dati raccolti dagli scienziati negli anni '60, cercando differenze in dimensioni, età e salute. I risultati hanno mostrato un chiaro spostamento nella storia della vita dei pesci. I pesci più piccoli catturati nel 2019 erano fisicamente più grandi alla stessa età rispetto ai loro corrispettivi degli anni '60. Più importante ancora, stavano crescendo più velocemente. Negli anni '60, la maggior parte di questi pesci piccoli non raggiungeva la maturità sessuale fino a un'età più avanzata, ma nel 2019, la maggioranza era pronta a riprodursi a un'età molto più giovane, spesso già a tre anni. Ciò suggerisce che l'acqua più calda abbia accelerato la loro crescita, spingendoli a maturare prima nella vita.

Nonostante questi cambiamenti in dimensioni ed età, i pesci non sembravano essere in condizioni migliori in generale. Infatti, i ricercatori hanno scoperto che la disponibilità di cibo nel lago rimane estremamente scarsa. Il lago è così povero di nutrienti che manca di quei minuscoli animali galleggianti, o zooplancton, su cui molti altri pesci artici fanno affidamento. L'unico cibo disponibile in quantità significative è un piccolo crostaceo che vive sul fondo. Poiché il cibo è così scarso, i pesci non possono crescere all'infinito. I ricercatori sospettano che l'acqua più calda aumenti il metabolismo dei pesci, facendoli consumare energia più velocemente, ma la mancanza di cibo impedisce loro di usare questa energia extra per crescere fino a diventare giganti. Invece, i pesci hanno adattato la loro strategia: crescono più velocemente quando sono giovani per raggiungere una dimensione tale da potersi riprodurre prima che il cibo finisca o che muoiano. È una corsa contro il tempo, dove maturare precocemente è l'unico modo per garantire la sopravvivenza della generazione successiva.

Anche la dieta dei pesci ha raccontato una storia di cambiamento, sebbene non un stravolgimento completo. Negli anni '60, i pesci mangiavano un mix di diverse piccole creature. Entro il 2019, la loro dieta si era ristretta significativamente, con quasi tutti che si nutrivano di quel singolo tipo di piccolo crostaceo. I pochi pesci grandi rimasti nel lago, noti per mangiare altri pesci, erano diventati ancora più specializzati, mangiando quasi esclusivamente i loro vicini più piccoli. Questo spostamento indica che, sebbene i pesci si stiano adattando al calore, lo fanno entro i limiti stretti di un ambiente molto povero. Non stanno espandendo il loro menù; stanno restringendo il loro focus sull'unico cibo disponibile.

Forse la scoperta più sorprendente è arrivata guardando il DNA dei pesci. In molti laghi, quando i pesci si dividono in due gruppi diversi — uno che mangia insetti e uno che mangia pesci — finiscono per diventare così diversi geneticamente da non poter più accoppiarsi tra loro. È così che nascono spesso nuove specie. Tuttavia, l'analisi genetica dei pesci di Jan Mayen non ha mostrato tale divisione. Anche se i pesci piccoli e i pesci grandi appaiono e si comportano in modo molto diverso, appartengono tutti alla stessa famiglia genetica. Non hanno sviluppato identità separate nei loro geni. Invece, stanno usando uno strumento biologico flessibile chiamato plasticità fenotipica, che permette a un singolo gruppo di animali di cambiare il proprio aspetto e comportamento in base all'ambiente senza cambiare il proprio codice genetico. Ciò significa che la popolazione è ancora un'unica unità, capace di cambiare la propria strategia al variare delle condizioni, piuttosto che essere bloccata in percorsi evolutivi separati.

Quando i ricercatori hanno confrontato i pesci di Jan Mayen con i salmerini artici di altri luoghi del Nord Atlantico, come la Groenlandia, l'Islanda e la Norvegia, la differenza era netta. La popolazione di Jan Mayen è geneticamente unica, distinta da tutti gli altri gruppi. Questo isolamento, causato dall'evento vulcanico che li ha intrappolati nel lago tre secoli fa, ha permesso loro di evolversi in un modo che è interamente proprio. Sebbene condividano alcuni legami genetici distanti con i pesci dell'Islanda e dell'est della Groenlandia, sono una linea distinta che è stata plasmata dalle sfide uniche della loro piccola e calda casa insulare.

Lo studio conclude che il salmerino artico di Jan Mayen sta rispondendo al cambiamento climatico, ma non nel modo in cui ci si potrebbe aspettare. Non stanno crescendo come predatori massicci e dominanti perché il lago non può sostenerli. Invece, stanno maturando più giovani e crescendo più velocemente durante la fase giovanile, una tattica di sopravvivenza dettata dalla combinazione di acque più calde e scarsità di cibo. Hanno cambiato la loro storia della vita per adattarsi a una realtà dura, pur rimanendo una popolazione singola e geneticamente unificata. Questo piccolo e isolato lago funge da laboratorio naturale, mostrando come una specie possa rapidamente regolare il proprio comportamento e la propria biologia di fronte a un mondo che si scalda, anche quando le risorse per crescere grandi non sono semplicemente presenti. I pesci non stanno vincendo una battaglia contro il clima; stanno semplicemente imparando a vivere entro i suoi nuovi, più stretti vincoli.