5: Biodiversità ed ecologia del plancton

Biodiversità ed ecologia del plancton

Plancton: definizione e classificazione

Plancton: organismi animali e vegetali con limitate capacità locomotorie.

Benthos: organismi animali e vegetali che vivono in relazione con il sedimento.

Necton: animali capaci di grandi spostamenti ed in grado di opporsi al flusso di correnti.

Il termine plancton significa "vagante". Inizialmente fu coniato per indicare il complesso di particelle organiche nelle acque; oggi, però, s’intende l’insieme di organismi animali e vegetali che, pur essendo dotati di movimenti propri, vivono sospesi nella colonna d’acqua e sono incapaci di contrastare le correnti a causa della loro ridotta dimensione. Generalmente tendono a cadere verso il fondo e il movimento ha lo scopo di regolare la loro posizione nella colonna d'acqua.

Classificazione del plancton

Caratteristiche funzionali

• Particelle biologiche come virus: virioplancton;
• Procarioti: batterioplancton e archaeoplancton;
• Eucarioti unicellulari: nanoplancton sia autotrofi (come le diatomee, fitoplancton) sia mixotrofi, capaci di fotosintesi e alimentazione eterotrofa, sia eterotrofi (protozoi);
• Metazoi: zooplancton.

Le due componenti principali del plancton sono il fitoplancton, abbondante nelle coste e nella zona di upwelling, costituito da organismi autotrofi fotosintetizzati in grado di trasformare i nutrienti inorganici; questi sono indispensabili alla seconda componente, lo zooplancton e al benthos, in quanto costituiscono la base della catena alimentare. Lo zooplancton comprende la maggior parte dei phyla marini.

Distribuzione del plancton lungo la colonna d’acqua

La distribuzione del plancton dipende dai movimenti delle masse d’acqua e può essere classificata in base alla profondità in cui si trovano gli organismi:

• Pleuston: organismi galleggianti che vivono nell’interfaccia aria-acqua, con parti del corpo che emergono dall’acqua e i cui spostamenti sono dovuti all’azione del vento;
• Neuston: insieme di organismi adatti a vivere a contatto con la pellicola superficiale prodotta dalla tensione superficiale dell’acqua;
• Epineuston e iponeuston: micro e macro organismi a seconda che vivano sopra o sotto la pellicola.

Organismi non galleggianti:

• Epiplancton: comprende gli organismi che vivono dalla superficie fino alla profondità di 100-200 m (fitoplancton e zooplancton in cui dominano i Copepodi);
• Mesoplancton: organismi che vivono nello strato mesofotico (200-1000 m), troviamo zooplancton e fitoplancton temporanei che sopravvivono solo se i movimenti ascendenti li riportano nella zona sovrastante;
• Batiplancton: organismi che vivono nello strato pelagico, profondo e totalmente privo di luce (1000-4000 m), dominata dai Copepodi;
• Abissoplancton: plancton che vive a profondità comprese tra i 4000 e 6000 m;
• Adoplancton: plancton delle grandi fosse oceaniche (6000-11000 m).

Ciclo vitale del plancton

Il plancton può essere diviso in due componenti in base al periodo di vita che gli organismi trascorrono allo stadio planctonico:

• Oloplancton: tutti gli organismi (protozoi, metazoi e vegetali) che trascorrono la loro intera esistenza in sospensione nella colonna d’acqua;
• Meroplancton: plancton temporaneo, comprende le uova e gli stadi larvali di molti animali che una volta sviluppati abbandonano la vita planctonica, svolgono la metamorfosi e diventano bentonici; ma anche le spore e i gameti emessi da alghe e piante.

Le forme larvali di molti organismi bentonici con ridotta capacità di dispersione si sviluppano nel plancton, per avere maggiori possibilità di dispersione sebbene siano soggette a un forte tasso di predazione, date le loro piccole dimensioni e la mancanza di difese. Le larve presentano spesso una corona di ciglia che permette loro di avere un orientamento spaziale, di percepire i movimenti del corso d’acqua intorno a loro, percepire i flussi di corrente e anche perché servono per intercettare le particelle che possono servire alla loro alimentazione.

Taglia del plancton

Tanto più un ambiente è oligotrofico, ovvero con povertà di sostanze nutritive disciolte, e distante dalla produzione primaria, tanto più la porzione microbica diventa rilevante rispetto a quella macrobica.

Virioplancton: 0.02-0.2 µm. Presenta dimensioni comprese fra 30-60 nm, ma in acque superficiali possono essere trovati virus di dimensioni 200-400 nm. I virus marini sono principalmente batteriofagi ma possono infettare molti altri organismi dalle alghe ai mammiferi marini. L'infezione virale può avere importanti implicazioni in quanto possono influenzare la ciclizzazione dei nutrienti, l’evoluzione genetica, i cambiamenti climatici e la diversità dell’ospite. Rappresentano solo il 5% della biomassa totale ed esercitano un controllo anche sulle popolazioni fitoplanctoniche. L’infezione può avere un notevole impatto sulle reti trofiche marine, influenzando le popolazioni e gli organismi che si trovano ai livelli trofici più bassi. L’abbondanza batterica e quella virale sono strettamente collegate: maggiore è il numero di cellule ospiti presenti in ambiente e maggiore sarà l’abbondanza di virus pronti ad infettare le cellule batteriche. I cambiamenti dell’abbondanza virale sono spesso associati alle discontinuità registrate lungo la colonna d’acqua, le quali possono essere viste come ecotoni (presentano maggiori abbondanze e diversità degli organismi rispetto ai singoli sistemi). Nelle acque di oceano aperto, l’abbondanza dei virioplancton diminuisce rapidamente al di sotto della zona eufotica fino a diventare quasi costante.