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Jun 13, 2023

L'omogeneizzazione tassonomica dei macroinvertebrati promossa dal clima nei corsi d'acqua non interessati varia lungo il continuum del fiume

Scientific Reports volume 13, numero articolo: 6292 (2023) Cita questo articolo 478 Accessi Dettagli metriche L'omogeneizzazione biotica sembra essere una conseguenza globale del cambiamento antropogenico. comunque, il

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L’omogeneizzazione biotica sembra essere una conseguenza globale del cambiamento antropogenico. Tuttavia, i fattori ambientali sottostanti che contribuiscono all’omogeneizzazione sono difficili da identificare perché i loro effetti solitamente interagiscono e si confondono a vicenda. Questo può essere il motivo per cui ci sono pochissime prove sul ruolo del riscaldamento climatico nell’omogeneizzazione. Analizzando gli assemblaggi di macroinvertebrati in 65 corsi d’acqua il più vicino possibile alle condizioni naturali, abbiamo evitato gli effetti confondenti dei comuni fattori di stress di origine antropica. Questo approccio ha portato a rivelare un effetto significativo dell’aumento della temperatura (sia estivo che invernale) sui cambiamenti nella composizione dei macroinvertebrati negli ultimi due decenni. Tuttavia, l'omogeneizzazione è stata significativa solo alle estremità opposte del continuum fluviale (ruscelli submontani, fiumi a bassa quota). Sorprendentemente, le specie di origine autoctona hanno predominato nel complesso, aumentando in frequenza e abbondanza (“vincitori”), mentre solo una minoranza di specie è diminuita o è scomparsa (“perdenti”). Ipotizziamo che le condizioni indisturbate mitighino il declino delle specie e quindi l’omogeneizzazione, e che l’aumento della temperatura sia stato finora benefico per la maggior parte delle specie autoctone. Anche se potremmo aver catturato solo uno stato transitorio a causa del debito di estinzione, ciò sottolinea l’importanza di mantenere le condizioni ecologiche nel flusso per prevenire la perdita di specie dovuta al cambiamento climatico.

Sebbene molto probabilmente le omogeneizzazioni biotiche siano avvenute localmente durante l’intera storia evolutiva1, le attività antropiche nell’era industriale sembrano renderle un fenomeno su scala globale2. In tali cambiamenti temporali delle comunità biotiche, i taxa comuni che si diffondono in nuovi siti (“vincitori”) spesso sostituiscono taxa spazialmente ristretti (“perdenti”), il che aumenta nel tempo una somiglianza tassonomica e/o funzionale tra le comunità3. Sebbene l’esatto meccanismo alla base dell’omogeneizzazione non sia universale4, i cambiamenti ambientali svolgono un ruolo chiave nell’intero processo. Può facilitare la creazione di un “vincitore” in una comunità5,6, oppure filtrare direttamente “vincitori” e “perdenti” dai pool di specie. I “vincitori” sono tipicamente specie non autoctone3,7, ma possono essere anche specie autoctone8,9. Nelle acque dolci, è stato riconosciuto che vari fattori di stress causano l'omogeneizzazione biotica, ad esempio la creazione di dighe7,10, l'aumento della produttività11, la salinizzazione12 e i cambiamenti nell'uso del suolo13. Le comunità con composizioni e funzioni più simili mostrano potenzialmente una minore stabilità e resilienza a ulteriori cambiamenti ambientali14,15.

La temperatura è una delle variabili ambientali chiave, che influenza tutti i livelli di organizzazione del biota, dalle cellule alle comunità16,17. L’aumento globale della temperatura18, che si ripercuote anche sui sistemi idrici correnti19, può causare un declino dei taxa adattati al freddo e un aumento dei taxa adattati alle temperature più elevate20,21. Pertanto, porta potenzialmente a importanti cambiamenti compositivi e alla ristrutturazione funzionale delle comunità locali22,23. Tuttavia, se e in che misura tali cambiamenti indotti dal clima contribuiscano all’omogeneizzazione biotica è stato solo scarsamente studiato24,25. Ciò è dovuto principalmente al fatto che numerosi cambiamenti antropogenici, come l’uso del territorio, l’inquinamento e altri, possono ampiamente confondere l’effetto dell’aumento della temperatura26,27,28.

In questo studio, analizziamo i dati sulle associazioni di macroinvertebrati bentonici raccolti ripetutamente in 65 corsi d'acqua lungo il continuum fluviale nei tre periodi temporali (1997–2000, 2007–2008 e 2015). Due caratteristiche principali di questo set di dati lo rendono particolarmente adatto per esplorare l'omogeneizzazione biotica in relazione all'aumento della temperatura. Innanzitutto, abbiamo incluso solo siti in uno stato il più vicino possibile a quello naturale per ridurre al minimo l’effetto dei comuni fattori di stress di origine antropica. In secondo luogo, la nostra rete di siti di campionamento copre uniformemente gran parte del continuum fluviale, dai ruscelli submontani ai fiumi di pianura. Al contrario, la maggior parte dei rapporti precedenti sui cambiamenti della composizione a lungo termine delle acque correnti si sono concentrati solo su una sezione ristretta del continuum fluviale23,29. Poiché le diverse sezioni della rete fluviale variano in proporzione agli stenotermi freddi, è probabile che le risposte degli assemblaggi di macroinvertebrati ai cambiamenti a lungo termine differiscano22,23 o possano portare a diversi gradi di omogeneizzazione biotica8 lungo il continuum del fiume.