Census of Marine Life: come si cartografa la vita dell’oceano

Un censimento di domande, non un conteggio di ogni animale

Il Census of Marine Life è stato un programma internazionale di ricerca che si è svolto dal 2000–2010. Il suo obiettivo era migliorare la conoscenza della diversità marina, della distribuzione degli organismi e, quando i metodi lo consentivano, della loro abbondanza. Non intendeva contare ogni animale dell’oceano né è stato la prima scoperta di tutta la vita marina. Ha combinato esplorazione, banche dati e analisi del passato e di possibili scenari futuri, con progetti e comitati nazionali e regionali.

Il rapporto conclusivo descrive più di 2.700 scienziati, provenienti da oltre 80 paesi, e più di 670 laboratori, università, musei e acquari. La collaborazione ha collegato gruppi di ricerca sul campo, tassonomi, collezioni, laboratori e specialisti di dati; non tutte le regioni disponevano della stessa capacità né potevano fornire lo stesso tipo di informazioni. L’inventario dipendeva tanto dall’ottenere osservazioni quanto dall’identificare gli organismi e rendere comparabili i dati.

Tre concetti aiutano a interpretare questi risultati. La ricchezza di specie indica quante specie sono registrate in un campione o in una regione; dipende da cosa è stato cercato, dove e con quale sforzo. La distribuzione descrive dove si trovano gli organismi, comprese la profondità e le variazioni temporali. L’abbondanza richiede una quantità riferita a un metodo e a un’unità pertinente, come un’area o un volume, oltre che allo sforzo di campionamento. Perciò, il numero di registrazioni in una banca dati non equivale automaticamente al numero di individui o di specie, alla densità o all’abbondanza totale.

Metodi diversi, osservazioni diverse

Non esiste uno strumento che osservi tutti gli organismi e gli habitat. Il Census ha combinato tecniche che producono evidenze diverse: catture per esaminare esemplari, immagini di ciò che è visibile, segnali acustici, traiettorie di animali marcati e analisi molecolari. La tabella riassume cosa può fornire ciascun approccio e cosa non si dovrebbe dedurre da esso.

Gli studi microbici illustrano quest’ultima distinzione. Nell’ambito dell’International Census of Marine Microbes (ICoMM), nel 2006 Sogin e collaboratori hanno utilizzato il sequenziamento massivo di frammenti di un marcatore ribosomiale batterico in campioni di acque profonde dell’Atlantico settentrionale e di flussi diffusi di sorgenti idrotermali. Hanno riscontrato una diversità di sequenze molto superiore alle stime precedenti e numerosi tipi a bassa frequenza, descritti come parte della biosfera rara. Il risultato caratterizza i campioni e la tecnica utilizzata: non è un catalogo esaustivo di specie formalmente descritte né un censimento dell’abbondanza microbica mondiale.

Mappe della ricchezza, della profondità e degli spostamenti

Il programma ha riunito studi sulle coste e sull’oceano aperto, sulla superficie, sulla colonna d’acqua e sui fondali, in habitat e regioni diversi. Alcuni progetti hanno ricostruito i cambiamenti passati: HMAP ha utilizzato, tra le altre fonti, diari di bordo, registri e resti. Altri hanno esplorato scenari condizionati da modelli: FMAP non ha osservato il futuro, ma ha elaborato proiezioni soggette a ipotesi. Questi filoni consentono di formulare domande diverse e non devono essere confusi con misurazioni simultanee di tutti gli oceani.

Un’analisi pubblicata nel 2010 ha confrontato i modelli di ricchezza di 13 grandi gruppi. Ha rilevato i massimi di ricchezza per le specie costiere nel Pacifico occidentale, mentre diversi gruppi oceanici mostravano massimi in ampie fasce di latitudini medie. La temperatura superficiale del mare era strettamente associata alla diversità dei gruppi analizzati, ma questa associazione non dimostra un’unica causa: per le specie costiere contavano anche l’habitat e la storia. Il modello non è una mappa universale di tutte le specie marine.

Il tracciamento dei predatori mostra un’altra scala di osservazione. Il programma Tagging of Pacific Predators (TOPP) ha marcato individui nel Pacifico settentrionale; un articolo pubblicato nel 2011 ha analizzato dati di tracciamento del 2000–2009 e descritto rotte e zone di aggregazione associate a strutture oceaniche. Si tratta di un risultato successivo basato su dati del decennio del Census, non di un’estensione del periodo formale del programma fino al 2011. Le traiettorie degli individui tracciati informano sui loro spostamenti, non sulla distribuzione di tutte le popolazioni.

Alla fine del 2010, NOAA ha riassunto più di 1.200 specie marine formalmente descritte grazie al lavoro correlato al programma e altre specie in attesa di descrizione. Ha inoltre segnalato circa 30 milioni di registrazioni integrate. Queste registrazioni non sono 30 milioni di animali contati: possono rappresentare osservazioni di tipi, luoghi, date e metodi diversi. Non sono neppure un contatore aggiornato di OBIS. Una specie formalmente descritta, una nuova registrazione e un’osservazione di una specie nota sono risultati distinti.

Leggere le lacune prima di interpretare una mappa

La copertura era disomogenea nello spazio, nel tempo, in profondità e tra i gruppi tassonomici. Un’analisi delle registrazioni di OBIS pubblicata nel 2010 ha riscontrato una forte concentrazione di dati nelle acque poco profonde e una sottorappresentazione delle acque pelagiche intermedie e profonde. La mancanza di registrazioni non dimostra che lì non ci sia vita: mostra, in parte, dove era stata osservata e documentata.

Uno zero può essere interpretato come assenza solo se il disegno, lo sforzo e la capacità di rilevamento sono documentati in modo adeguato. Inoltre, le fonti raccolte possono riferirsi a epoche, metodi e unità differenti. Per confrontare la ricchezza o l’abbondanza occorre esaminare questi metadati; il controllo di nomi, coordinate o date migliora la coerenza dei dati, ma da solo non corregge le distorsioni della copertura né trasforma una presenza in una stima della popolazione.

OBIS: un’eredità in continua crescita

L’Ocean Biodiversity Information System (OBIS) è nato nell’ambito del Census ed è stato adottato nel 2009 dalla Commissione oceanografica intergovernativa dell’UNESCO all’interno di IODE. Oggi funziona come una rete di nodi che aggrega dati georeferenziati, compresi dati storici e contributi successivi al Census. Pertanto, OBIS non è una banca dati congelata nel 2010 e le sue registrazioni attuali non devono essere attribuite in blocco a quel decennio.

A seconda del set di dati, si possono trovare presenze, eventi di campionamento, misurazioni e metadati. I nomi vengono confrontati con risorse tassonomiche come WoRMS e ai campi e ai valori vengono applicati controlli di qualità. Questo aiuta a interpretare i dati e a individuare problemi, ma non garantisce che tutti i campi siano completi o che una regione sia stata campionata in modo adeguato. WoRMS serve per i nomi e le sinonimie; non è un censimento dell’abbondanza.

Per esplorare o scaricare dati, il manuale di OBIS descrive l’uso di Mapper, API e strumenti di analisi. È opportuno verificare il metodo, la data di osservazione, la profondità, lo sforzo, i contrassegni di qualità e la versione del set di dati. La data di aggiornamento non coincide necessariamente con quella del campionamento. I download predefiniti di Mapper non includono registrazioni di assenza; alcune modalità consentono di richiederle, quando disponibili. Anche le condizioni di riutilizzo variano da un set di dati all’altro: l’accesso gratuito non significa autorizzazione senza restrizioni.

Due set di dati di CMarZ mostrano come consultare specifiche eredità di dati senza trattarle come mappe globali:

Nell’interpretare qualsiasi registrazione, occorre distinguere taxon, data di osservazione, luogo e profondità, metodo, unità o conteggio, fornitore, qualità e versione. Senza queste informazioni, un dato isolato può sembrare più preciso o comparabile di quanto sia realmente. In definitiva, la cartografia della vita marina è una sintesi di osservazioni parziali: consente di individuare modelli e orientare nuove domande, purché venga letta tenendo conto dei metodi e delle lacune.