Damiano Baldan és investigador de l’Institut Nacional d’Oceanografia i Geofísica Aplicada de Trieste, i del Centre Nacional sobre el Futur de la Biodiversitat de Palermo. És l’autor primer i corresponsal d’un article de recerca publicat avui a la revista Global Change Biology sobre la geografia de les comunitats bentòniques mediterrànies sota el canvi climàtic. Si el plàncton és la col·lecció d’organismes que suren en la columna d’aigua, i el nècton els qui hi neden, el bentos és la col·lecció d’organismes que hi viuen en el fons. Aquests fons marins, com ens recorden Baldan et al., ofereixen funcions i serveis crucials als ecosistemes marins. El canvi climàtic els afecta en forma d’augment de les temperatures, d’acidificació de l’oceà i de desplaçament dels corrents. Baldan et al. han entrenat models de distribució d’espècies amb predictors físics i biogeoquímics i amb una base de dades de més de 100.000 entrades sobre presència de 350 espècies bèntiques. Entre aquestes espècies exclouen cefalòpodes, espècies invasives i espècies que són explotades comercialment. Tenen en compte dos conceptes de diversitat: l’alfa-diversitat (el nombre d’espècies en una localitat concreta) i la beta-diversitat (la diferenciació en la composició d’espècie entre comunitats). El model indicaria que la majoria d’espècies (77%) tendirien a veure desplaçada la seva àrea de distribució cap al nord, en resposta al canvi en la temperatura de l’aigua i la concentració d’oxigen dissolt. Fins a un 60% de les espècies patirien una contracció del rang de distribució. Un 20% de les espècies patirien fragmentacions en la distribució, i un 30% es desplaçarien cap a aigües més fondes. Són les espècies adaptades al fred les que patirien més la contracció del rang geogràfic, i el desplaçament cap a zones més profundes. Les espècies adaptades a la calor tendirien a experimentar un augment del rang geogràfic i un desplaçament cap a aigües més someres. Tot plegat explicaria que l’alfa-diversitat cresqués a la Mediterrània Septentrional mentre que davallés a la Mediterrània Meridional. Les majors alteracions en beta-diversitat es produirien a la Mar Egea, a la Mar Tirrena, a les zones més profundes de la Mar Jònica i a les regions litorals de la Mar Adriàtica. Aquests resultats haurien d’ajudar a prioritzar mesures de connectivitat d’àrees protegides.
Baldan et al. fan una predicció de com evolucionarà l’alfa-diversitat del fons marí mediterrani en les properes dècades sota una escenari d’emissions de gasos d’efecte hivernacle RCP4.5.
Canvi climàtic i fons marins
Aquesta recerca fou concebuda per Damiano Baldan i Vinko Bandelj (Trieste). El tractament de dades anà a càrrec de Baldan. En la metodologia intervingueren Baldan, Yohann Chauvier-Mendes (de l’Institut Federal Suís de Ciència i Tecnologia de l’Aigua, i de l’Institut Federal Suís de Boscos, Neu i Paisatge) i Bandelj. En la investigació intervingueren Baldan. Els gràfics foren realitzats per Baldan. Gianpero Cossarini (Trieste), Cosimo Solidoro (Trieste) i Bandelj aportaren recursos a través del projecte NECCTON i de fons europeus i italians. La redacció de l’esborrany inicial de l’article fou a càrrec de Baldan. En la revisió i edició del text participaren Baldan, Chauvier-Mendes, Diego Panzeri (Trieste), Cossarini, Solidoro.
En més d’una ocasió hem parlat de l’impacte del canvi climàtic sobre els ecosistemes marins. Els organismes bentònics no en són exempts, ni tampoc les funcions ecosistèmiques que realitzen, com ara la bioturbació, el vincle entre el compartiment bèntic i el compartiment pelàgic, l’heterogeneïtat de substrat o la base de xarxes tròfiques. L’impacte és vehiculat per l’alta sensibilitat a l’escalfament i per la limitada capacitat de dispersió d’aquests organismes.
El canvi en les condicions ambientals pot comportar un desplaçament espacial dels nínxols ecològics que ocupa cada espècie. En general, les espècies marines tendeixen a ocupar rangs latitudinals complets, i el canvi climàtic els desplaçaria cap al nord. Un altre desplaçament a considerar és l’altitudinal o batimètric. En efecte, l’augment de la temperatura oceànica pot afavorir desplaçaments cap a hàbitats més profunds.
Aquests desplaçaments horitzontals o verticals del rang de distribució d’una espècie poden conduir a la fragmentació, i per tant a la desconnexió de poblacions prèviament contínues. També pot haver-hi alteracions en la connectivitat entre espècies.
La Mar Mediterrània és especialment susceptible al canvi climàtic en comparació amb l’oceà obert. No tan sols l’escalfament superior, sinó que també ho és la resposta biòtica aquest escalfament. Fins a cert punt la banda septentrional i més freda de la Mar Mediterrània podria actuar com a refugi per a espècies adaptades al fred. Ara bé, la banda nord de la Mediterrània és formada per conques semi-tancades: la Mediterrània Nord-Occidental, la Mar Adriàtica, la Mar Egea, etc. Això pot conduir a fragmentacions de rang. La situació és especialment preocupant per a aquelles espècies formadores d’hàbitats, com són les herbes marines, les macroalgues formadores de dossers, les espècies coral·lígenes o els coralls d’aigües fondes. Tot plegat assenyala cap a una tropicalització de les comunitats bentòniques mediterrànies, i alhora cap a una desborealització.
Baldan et al. fan ús de models de distribució d’espècies (SDMs) juntament amb projeccions físiques i biogeoquímiques i amb una base de dades de més 100.000 deteccions d’espècies per tal de projectar els hàbitats actuals i futurs de 350 espècies bèntiques. Així fan estimacions dels canvis en alfa- i beta-diversitat per a cada indret de la Mediterrània.
Observacions i models
Baldan et al. utilitzen dades de presència procedents de tres fonts:
– el Sistema d’Informació de la Biodiversitat Oceànica (OBIS).
– la Global Biodiversity Information Facility (GBIF).
– el Bottom Trawl Survey por the Mediterranean (MEDITS), projecte que fa servir xarxes d’arrossegament de malla petita.
Les dades utilitzades cobreixen el període 2000-2020. Hi retiraren les dades amb coordenades incorrectes o imprecises (com ara les que cauen en terra ferma o les que fan referència a espècimens de museu). Hi aplicaren després un algoritme per comparar les dades taxonòmiques amb les del World Register of Marine Species (WORMS). La graella geogràfica fou definida per a cel·les de 4,5×4,5 km.
Baldan et al. es fixaren en les espècies presents en un mínim de 120 cel·les. Exclogueren els cefalòpodes per raó de la llur mobilitat. També exclogueren espècies invasives o d’interès comercial, ja que aquestes poden no trobar-se en equilibri amb les condicions ambientals.
Amb aquestes exclusions restaven 125.000 registres, corresponents a 353 espècies, agrupades en 20 classes taxonòmiques.
Les dades ambientals procedien del Copernicus Marine Servce (CSM). La resolució és de 4,5 km en horitzontal i de 125 nivells verticals. Baldan et al. descarregaren camps mensuals de velocitat de corrent (Vm), temperatura (T), salinitat (SAL), concentració d’amoni (NH4), concentració de nitrat (NO3), concentració de fosfat (PO4), concentració d’oxigen (O2) i concentració de clorofil·la (CHL). Les dades cobrien el període 2000-2020. El rang de fondària anava dels 0 als 800 m. Per a cada punt i variable calculaven la mitjana, el màxim, el mínim i el rang.
Les dades de sediment marí procedien de l’European Marine Observation and Data Network (EMODnet), que distingeix entre sorra (SAND), llim (MUD) i mixt (MIX).
El factor d’inflació de variable els va fer escollir set predictors: O2median, CHLmedian, Tmedian, Tmin, SALmedian, Vmmedian, i SAND.
Les projeccions futures de predictors físics i biogeoquímics procedien de simulacions climàtiques que cobreixen el període 2005-2100 sota les ‘Representative Concentration Pathways’ (RCP) 4,5 i 8,5. Els camps mensuals tridimensional de les dues simulacions tenen una resolució de 6,5 km en horitzontal i de 70 nivells verticals. Tingueren en compte tres finestres temporals:
– la present 2005-2025.
– la del futur proper, 2040-2060.
– la del futur llunyà, 2080-2100.
Baldan et al. feren servir quatre tipus de models: GLM (model lineal generalitzat), GAM (model additiu generalitzat), RF (bosc aleatori) i ANN (xarxa neural artificial). Amb ells feien projeccions d’hàbitat sota els dos escenaris RCP i les dues finestres temporals futures. L’hàbitat era definit en termes d’àrea (RANGE), centroide latitudinal (LAT) i profunditat mitjana (DEPTH).
L’alfa-diversitat es calculava a partir del nombre d’espècies que tenien un hàbitat en cada cel·la. La beta-diversitat es calculava comparant diferents cel·les. L’objectiu era identificar els punts calents i freds de canvi de comunitat.
Models per a 339 espècies
Baldan avaluaren favorablement els models conjunts de 339 espècies. Les variables més importants eren la temperatura mediana per a 151 espècies; la concentració mediana d’oxigen per a 98 espècies; la salinitat mediana per a 41 espècies; i la temperatura mínima per a 25 espècies.
Els canvis de distribució de cada espècie
En l’escenari de canvi climàtic mitigat RCP4.5, hi ha 149 espècies que experimenten una expansió de rang major del 10% per al 2040-2060; i 158 espècies que experimenten una contracció superior al 10% per al 2080-2100.
En l’escenari de canvi climàtic RCP8.5, hi ha 121 que experimenten contraccions de rang superiors al 10% per al 2040-2060, i 237 que experimenten contraccions superiors al 10% per al 2080-2100. D’aquestes darreres, n’hi ha 141 que pateixen contraccions de rang superiors al 60%.
En l’escenari RCP4.5, la majoria d’espècies experimenten un desplaçament latitudinal superior a 1°, és a dir corresponent a 100 km, amb una xifra de 135 espècies per al 2040-2060, i de 195 espècies per al 2080-2100. En l’escenari RCP8.5, la xifra augmenta a 191 espècies per al 2040-2060, i a 221 espècies per al 2080-2100.
En l’escenari RCP4.5 el nombre d’espècies que experimenten un augment de la profunditat del rang de més de 10 metres és de 121 espècies en el 2040-2060, i de 111 per al 2080-2100.
Els motors de canvi en la distribució d’espècies
Les espècies que depenen més de la temperatura mitjana pel que fa a la distribució són les que tendeixen a experimentar una major expansió de rang i una disminució de fragmentació. Per contra, les que depenen de l’oxigen medià, tendeixen a experimentar una contracció de rang i una major fragmentació.
Les espècies que depenen més de la temperatura mediana serien les que tendirien a experimentar més desplaçament cap al nord, i alhora un major desplaçament cap a aigües més fondes.
Els canvis en la diversitat de les comunitats
El desplaçament cap al nord dels rangs de distribució d’espècies bentòniques fa que augmenti per al període 2040-2060 l’alfa-diversitat de la Mediterrània Septentrional, particularment a la Mar Adriàtica, a la Mediterrània Nord-Occidental (p.ex. al Golf de Lleó) i al nord de la Mar Egea. Ara bé, en un escenari RCP8.5, en el 2080-2100 ja s’hauria produït una caiguda en l’alfa-diversitat de l’Egea Septentrional i de l’Adriàtica litoral.
La Mediterrània Meridional i la Mar Tirrena experimentarien una caiguda en l’alfa-diversitat en tots els escenaris.
La beta-diversitat té una resposta més heterogènia. És més conservadora a les zones someres de la Mediterrània Nord-Occidental, i en les profunditats intermèdies (40-200 m) de la Mar Jònica. Hi ha situacions de recanvi d’espècies a la Mar Tirrena, i a profunditats someres i intermèdies de la Mar de Llevant. La Mar Adriàtic viuria situacions de recanvi en les zones litorals, especialment en el 2080-2100 en l’escenari RCP8.5.
Què hem de fer-hi?
El canvi climàtic, doncs, pot alterar la distribució geogràfica de les espècies bèntiques de la Mediterrània, amb desplaçaments cap al nord a la recerca d’hàbitats refugi.
Les espècies adaptades al fred com el cranc tuberculat (Macropipus tuberculatus) o el gasteròpode Galeodea rugosa) faran aquest camí cap al nord, bo i patint contraccions de rang: seran els perdedors del canvi climàtic.
Les espècies adaptades a la calor com el gasteròpode Neverita josephinia o el poliquet Hermodice carunculata també es desplaçaran cap al nord, però amb un creixement de rang: seran els guanyadors del canvi climàtic.
Aquests desplaçament d’hàbitats poden obrir nínxols ecològics a les zones més meridionals i més someres de la Mediterrània, la qual cosa pot afavorir espècies invasives introduïdes a través del Canal de Suez.
Pel que fa a la fragmentació de rangs, Baldan et al. recorden que una reducció d’aquesta fragmentació també pot comportar una pèrdua de biodiversitat a través de l’augment dels fluxos genètics i la pèrdua d’estructura genètica intraspecífica.
El model prediu que hi haurà punts calents de guany d’alfa-diversitat a la Mediterrània Seprentrional. En termes de beta-diversitat algunes comunitats guanyaren en nombre d’espècies en el marc d’aquesta ‘tropicalització’. Ara bé, en un canvi climàtic profund (RCP8.5), cap a final de segle (2080-2100) en aquestes zones la ‘desborealització’ revertirà la tendència de guany en alfa-diversitat.
En la Mar Egea Meridional i a la Mediterrània Central hi hauria ‘punts freds’ de pèrdua d’alfa-diversitat. Les comunitats bentòniques perdran espècies adaptades al fred (‘desborealització’).
En el litoral espanyol, francès i italià el guany en alfa-diversitat podria ser un miratge, ja que en termes de beta-diversitat hi hauria un recanvi d’espècies, amb extinció/emigració d’espècies adaptades al fred i una immigració no prou compensatòria d’espècies adaptades a la calor. El resultat seran comunitats més vulnerables.
La reorganització de comunitats bentòniques també afectaria les zones més fondes de l’Estret de Sicília o de la Mar Egea. Aquesta reorganització pot afectar la capacitat d’embornal de carboni, de potencial de bioturbació o de productivitat.
Baldan et al. alerten que la situació podria ser pitjor encara ja que el seu model no contempla les interaccions biòtiques de competència o predació. Tampoc no tenen en compte les limitacions de dispersió.
La Planificació Espacial Marina (MSP) basada en ecosistemes distribueix l’activitat humana per tal d’arribar a equilibris ecològics, socials i econòmics. El debat recent sobre la regulació pesquera a la Unió Europea mostra que no és una tasca senzilla. Considerar-hi l’impacte del canvi climàtic encara faria més complexa aquesta planificació, ja que distingiria entre refugis (que no patirien gaire el canvi), punts calents (zones amb recanvi i vulnerabilitat) i punts brillants (zones on el canvi climàtic comportaria augment de recursos i de funcions ecosistèmiques). La definició d’àrees marines protegides (MPAs) hauria de considerar les tendències de futur, garantint la connectivitat dels punts calents i l’extensió de protecció als refugis.
Lligams:
– The Geography of Mediterranean Benthic Communities Under Climate Change. Damiano Baldan, Yohann Chauvier-Mendes, Diego Panzeri, Gianpiero Cossarini, Cosimo Solidoro, Vinko Bandelj. Glob. Chang. Biol. 32: e70725 (2026).
– Data and scripts for ‘The geography of Mediterranean benthic communities under climate change’. Damiano Baldan
Des de la Mediterrània 
Podeu escriure el vostre comentari aquí: