L’analisi degli isotopi stabili suggerisce connettività dei nutrienti tra salmone e kelp in un sistema di acquacoltura integrata multi-trofica su scala commerciale in costa aperta

Perché allevamenti di pesci e campi di alghe contano insieme

Lungo molte coste, gabbie galleggianti con salmone allevato si affiancano a file di kelp che ondeggiano. Questa accoppiata è più di uno sfondo pittoresco; suggerisce un modo per produrre frutti di mare riducendo la pressione sull’ambiente. In questo studio condotto nella Baia di Bantry in Irlanda, i ricercatori si sono posti una domanda semplice ma importante: i nutrienti rilasciati da un allevamento commerciale di salmone raggiungono effettivamente il kelp zuccherino vicino, e ciò favorisce la crescita delle alghe?

Allevare pesce e alghe fianco a fianco

Il lavoro si concentra su un concetto chiamato acquacoltura multi-specie, in cui pesci di alto valore vengono allevati accanto a organismi a basso livello trofico come le alghe. L’idea è che i rifiuti dei pesci, ricchi di azoto, possano nutrire le alghe invece di disperdersi semplicemente nell’oceano. Il kelp zuccherino è un partner attraente perché cresce rapidamente, prospera in acque mosse e richiede molto azoto. Tuttavia fino ad ora la maggior parte delle prove che i rifiuti ittici stimolano il kelp proveniva da piccoli esperimenti o modelli al computer, lasciando incertezza su quanto questa collaborazione funzioni in un sito commerciale reale su una costa esposta alle onde.

Un esperimento naturale del prima e dopo

Il sito di studio ha offerto un raro confronto incorporato. Per quattro anni ha operato solo la coltivazione di kelp. Poi, a metà 2023, un allevamento di salmone adiacente ha ripreso la produzione, con il kelp seminato su corde nello stesso modo all’inizio del 2023 e di nuovo nel 2024. Questo ha creato un quadro prima‑e‑dopo in condizioni locali quasi identiche. In entrambi gli anni gli scienziati hanno raccolto kelp, acqua di mare e campioni che rappresentavano possibili fonti di azoto: mangime artificiale per pesci, feci di salmone, particelle che affondano nell’acqua e alghe selvatiche cresciute sulle coste vicine. Hanno anche monitorato luce, temperatura e correnti per assicurarsi che eventuali cambiamenti non potessero essere semplicemente attribuiti a stagioni o condizioni meteorologiche diverse.

Seguire impronte invisibili dell’azoto

Per scoprire da dove il kelp traesse il suo azoto, il team ha usato l’analisi degli isotopi stabili, una tecnica che legge piccole variazioni naturali nel peso degli atomi di azoto. Diverse fonti di azoto portano con sé “impronte” isotopiche leggermente diverse. Confrontando le impronte nel tessuto del kelp con quelle del mangime, delle feci e delle alghe selvatiche, e analizzando questi dati con un modello di miscelazione bayesiano, i ricercatori hanno stimato quali fonti avessero maggiori probabilità di aver fornito l’azoto al kelp. Hanno osservato che il segnale isotopico nel kelp è cambiato nel tempo e differiva tra gli anni. Nel 2023, quando non c’erano salmoni, il kelp rientrava nell’intervallo atteso per fonti marine di fondo come le alghe selvatiche e le particelle in acqua. Nel 2024, quando i salmoni venivano alimentati nelle vicinanze, il kelp ha mostrato valori più bassi tipici dell’azoto che era stato ciclato attraverso il mangime e i rifiuti e poi trasformato nell’acqua.

Crescita delle alghe e cambiamenti nei tessuti

I risultati chimici sono stati confermati dalle prestazioni del kelp stesso. In entrambi gli anni le alghe sono cresciute, ma nel 2024 le lamine sono diventate più lunghe, più larghe e più pesanti più rapidamente. Il kelp conteneva anche più azoto complessivamente, e il suo rapporto carbonio‑azoto indicava che non era carente di questo nutriente chiave. I livelli di nitrato nell’acqua superficiale della baia erano più alti all’inizio della stagione di crescita 2024, quando i salmoni venivano nutriti attivamente, per poi diminuire man mano che il kelp cresceva rapidamente e i pesci venivano raccolti e non più nutriti. Sebbene la variabilità naturale nell’acqua renda difficile individuare tendenze precise basandosi solo sui campioni d’acqua, la combinazione di crescita accelerata, tessuto del kelp più ricco e impronte isotopiche indicava tutte la stessa direzione.

Cosa significa per un’agricoltura costiera più pulita

Nel complesso, i risultati suggeriscono che i nutrienti provenienti dall’allevamento di salmone sono stati effettivamente assorbiti dal kelp zuccherino adiacente su scala commerciale in un contesto costiero aperto. Lo studio dimostra che gli strumenti degli isotopi stabili, usati insieme a misure semplici di crescita e dell’acqua, possono rivelare come i rifiuti dei pesci nutriti possano essere trasformati in risorsa per le alghe. Mette inoltre in luce lacune ancora aperte, come la necessità di comprendere meglio come l’azoto venga modificato mentre passa dal mangime ai pesci, ai microrganismi e infine al kelp. Mentre le comunità costiere cercano modi per espandere l’acquacoltura senza sovraccaricare le acque locali, questo tipo di accoppiamento pesce‑e‑kelp offre una via in cui gli scarti di una coltura possono aiutare a nutrirne un’altra.

Citazione: Krupandan, A., Falconer, L., Maguire, J. et al. Stable isotope analysis suggests nutrient connectivity between salmon and kelp within a commercial scale open coast integrated multi-trophic aquaculture system. Sci Rep 16, 15135 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-45539-5

Parole chiave: acquacoltura, allevamento del salmone, kelp, ciclo dei nutrienti, isotopi stabili