Biodiversità del plancton nel Mar Mediterraneo: un modello trait-based

In the marine ecosystem, plankton stands out for the complexity of its communities. An enormous number of different species interact with one another, compete for survival, and at the same time, provide sustenance for the entire ecosystem. In addition, plankton organisms present a highly expressed functional diversity, varying in morphology, size, feeding behavior, nutrient uptake, motility, reproductive strategies, and more. However, the description of biological diversity is still roughly approximated in numerical models, which often lack in realism by sinning in over simplicity. In particular, in the Mediterranean Sea, there are no biogeochemical models able to capture the ecological complexity of the plankton community. With this thesis, we have explored how functional diversity influences the community structure in the plankton community, in a realistic oceanographic context. We have, in particular, implemented the first biogeochemical model with a high functional diversity for the Mediterranean Sea. Thanks to this tool, we have explored plankton diversity in the basin, by enlightening the spatial and temporal patterns that emerge both locally and globally, and evaluating the state of the system with metrics able to disentangle the role played by diversity in this community.

Nell'ecosistema marino, il plancton si distingue per la complessità delle sue comunità. Un numero enorme di specie diverse interagiscono tra loro, competono per la sopravvivenza e, allo stesso tempo, forniscono sostentamento all'intero ecosistema. Inoltre, gli organismi planctonici presentano una diversità funzionale altamente espressa, che varia in termini di morfologia, dimensioni, comportamento alimentare, assorbimento di nutrienti, motilità, strategie riproduttive e altro ancora. Tuttavia, la descrizione della diversità biologica è ancora approssimativa nei modelli numerici, che spesso mancano di realismo a causa di un'eccessiva semplicità. In particolare, nel Mar Mediterraneo non esistono modelli biogeochimici in grado di cogliere la complessità ecologica della comunità planctonica. Con questa tesi abbiamo esplorato come la diversità funzionale influenzi la struttura della comunità planctonica in un contesto oceanografico realistico. In particolare, abbiamo implementato il primo modello biogeochimico con un'elevata diversità funzionale per il Mar Mediterraneo. Grazie a questo strumento, abbiamo esplorato la diversità del plancton nel bacino, mettendo in luce i pattern spaziali e temporali che emergono sia a livello locale che globale, e valutando lo stato del sistema con metriche in grado di districare il ruolo svolto dalla diversità in questa comunità.