Guardate il cielo

No, non è il titolo di un nuovo romanzo di Moccia, ma proprio un invito da parte mia. Se guardate in cielo osserverete infatti proprio uno degli ambienti più estremi del pianeta, in assonanza con il titolo di questo Carnevale della biodiversità: è l'atmosfera. Un "ecosistema" tridimensionale spalmato su milioni di chilometri cubi che, da un punto di vista delle specie che lo abitano, è praticamente vuoto: se un ecosistema è infatti definito anche (ma non solo) dalle risorse presenti, il cielo è uno dei più poveri della Terra - e scusate il gioco di parole. Eppure anche qui ci sono forme di vita estremamente interessanti, anche se eteree e temporanee, che hanno una profonda influenza sull'intero pianeta. Purtroppo non sono in molti che hanno intrapreso un percorso di studio volto a questo ambiente. Uno dei pochi è un signore che si chiama Thomas Kunz, e lavora alla Boston University (la termografia sopra, fatta a un branco di pipistrelli, è sua). Partendo dallo studio dei suoi animali preferiti (presumo), cioè i pipistrelli, Kunz è arrivato a definire una nuova disciplina, cioè l'aeroecologia (aeroecology) con un convegno del 2008 e una serie di lavori che hanno preso in esame chi e come abita l'atmosfera. Prima di arrivare ai vertebrati, però, è necessario capire quale sia The Ecological Theater and the Evolutionary Play dell’aerosfera: al di là della mancanza di risorse (non sempre, ma quasi), l’atmosfera è un ambiente variabilissimo, che può cambiare molto più rapidamente di quanto non cambino altri biomi. Non sarebbe possibile avere per esempio forme stabili per milioni di anni, come i celacanti o i nautili, che hanno preso il fondo del mare come loro ambiente d’elezione, e non si sono mossi da lì per molto tempo. E se il fondo del mare (e le profondità della Terra) sono ambienti stabili e quindi possono ospitare taxa poco variati, la variabilità dell’atmosfera impone una fortissima pressione di selezione. Per questa ragione chi popola la regione con la maggiore densità sono le specie di viventi che si riproducono più velocemente, batteri e altri unicellulari. Al di là di quelli che sono trasportati in giro per il mondo dalle tempeste, e che magari vanno dal Sahara ai Caraibi distruggendo le barriere coralline, alcuni batteri vivono benissimo quasi sempre in atmosfera e sono, anzi, una componente principale del sistema. Secondo un lavoro di qualche anno fa, infatti (Ubiquity of Biological Ice Nucleators in Snowfall – qui la notizia su Science daily) specie a temperature basse i batteri funzionano da nuclei di formazione del ghiaccio (e anche della grandine) e un altro articolo ha stabilito che un’elevata quantità di polline può aumentare le precipitazioni in generale. Tanto che uno degli autori del lavoro sopra afferma che “biological IN (ice nucleators) may play a role in the Earth's hydrological cycle and radiative balance”. Per funzionare da nuclei di condensazione, di batteri e altre particelle di origine biologica come il polline (qui accanto una bell’insalata) ce ne devono essere a miliardi di miliardi. Secondo alcuni calcoli, ahimé piuttosto datati, ci sono circa 500 batteri per metro cubo d’aria, anche se la concentrazione sopra gli oceani è più bassa.

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Se i batteri sono trasportati in atmosfera a volte al di là della loro volontà, altri viventi usano l’atmosfera volontariamente. Perché volare è più veloce di camminare, e si sfugge molto più rapidamente al nemico: no, non sto parlando di uccelli o pipistrelli, ma di artropodi. Ragni e insetti costituiscono infatti la parte più rilevante dell’aeroplancton, quel complesso di specie che si fanno trasportare in aria da venti e correnti ascensionali. Se alcuni insetti molto leggeri, come gli afidi, si ritrovano sospesi senza volerlo, i ragni giovanissimi usano l’atmosfera come mezzo di trasporto: quando devono disperdersi in altri luoghi, si mettono sulla cima di un albero e tessono un filo lunghissimo e robusto, che funziona da paracadute al contrario. trasportati anche da vento più leggero, sono in grado di fare centinaia di chilometri (Darwin ha notato ragni sul Beagle a 200 chilometri dalla costa). Non è un caso se tra le prime specie colonizzatrici delle isole vulcaniche appena nate ci sono i ragni (cosa poi trovino da mangiare è un’altra faccenda). Ma molti insetti, come farfalle e locuste, usano l’atmosfera per migrare, anche di migliaia di chilometri. Anche qui, i numeri sono immensi: secondo un entomologo statunitense: “1 mile square extending from 20 feet above the ground to an altitude of 500 feet contained 32 million arthropods”.

Dopo gli artropodi, i veri padroni dell’atmosfera sono gli uccelli. E in particolare un ordine che rappresenta un’eccezione alla regola che l’aerosfera è usata solo temporaneamente dai viventi. I rondoni infatti (qui una foto molto bella, accanto da Wikipedia un rondone alpino – Tachymarptis melba), almeno la maggior parte delle specie, vivono permanentemente in aria, dove si nutrono (di aeroplancton, appunto) dormono e si accoppiano. Se non fosse per la scomoda incombenza di deporre le uova, sarebbe sempre in aria, dove il volo per loro non ha segreti. Una specie, il rondone codaspinosa (Hirundapus caudacutus) arriva ai 170 km/h in volo piano. Anche i pipistrelli frequentano lo stesso ambiente, ma i loro adattamenti al volo sono meno spinti, tanto che ogni mattino tornano ai loro rifugi dove dormono.

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Anche se frequentato solo temporaneamente per la sua estrema povertà di nutrienti, l’aerosfera è quindi un ambiente estremamente vivace, perché il turnover delle specie è estremamente veloce. Tanto interessante che molti si sono chiesti come potrebbero essere gli animali o le piante che vivono solo e sempre in aria. Hanno risposto a questa domanda gli scrittori di fantascienza, e la risposta è decisamente particolare. Per vivere in aria tutto il tempo, infatti, l’idea che è venuta a molti è quella della produzione continua di gas (si presumo idrogeno) con il quale riempire delle sacche aerifere che mantengono l’animale in aria. Un esempio è quello del cosiddetto Eosapien, un “animale” del pianeta Darwin IV in grado di usare strumenti rudimentali e viaggiare in branchi che cacciano coordinati. Ecco una sua rappresentazione. Lo trovate anche in questo filmato, al minuto 3:34.

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L’aeroecologia si occupa però anche del futuro delle specie che usano l’atmosfera. E’ quasi indubbio che le modifiche climatiche potrebbero prima o poi condurre a pesanti cambiamenti nelle condizioni di un ecosistema, tanto più che come abbiamo visto prima la velocità di cambiamento intrinseca è assolutamente imparagonabile a quella della terra e dei mari. Il riscaldamento globale, aiutato anche dal disboscamento, potrebbe portare così a un aumento delle tempeste, con conseguente crescita di batteri e particelle di polline sospese in aria. Ma per riuscire ad arrivare a conoscere le dinamiche ecologiche dell’aerosfera, di cui adesso si sa piuttosto poco, sono necessari anche strumenti e metodi di ricerca totalmente nuovi; per esempio i radar per seguire l’andamento dei branchi di pipistrelli di notte, come propone Kunz. Oppure marcatori per seguire il trasferimento di nutrienti dalla terra al cielo, per sapere come e in che misura l’intero ecosistema si inserisca nel ciclo di, per esempio, azoto e fosforo.

Insomma, un ambiente estremo non solo per le specie animali e vegetali, ma anche per la scienza.

 

Kunz, T., Gauthreaux, S., Hristov, N., Horn, J., Jones, G., Kalko, E., Larkin, R., McCracken, G., Swartz, S., Srygley, R., Dudley, R., Westbrook, J., & Wikelski, M. (2007). Aeroecology: probing and modeling the aerosphere Integrative and Comparative Biology, 48 (1), 1-11 DOI: 10.1093/icb/icn037