le scienze

La botanica che spara agli alberi

botanica che spara agli alberi botanica che spara agli alberi 

Man mano che le foreste evolvono di fronte alla crisi climatica, vengono utilizzati alcuni metodi sorprendenti per monitorare il modo in cui le specie arboree migrano.

 

di Anna Turns
(The Guardian)
Traduzione Redazione Modus

botanica che spara agli alberi botanica che spara agli alberi botanica che spara agli alberi botanica che spara agli alberi

Angelica Patterson è all’erta, fucile in mano, mentre cammina attraverso la Foresta Black Rock dello stato di New York. Si concentra sul suo bersaglio in alto nella chioma dell’albero, la canopea, poi spara: un ramo cade a terra. “Non posso arrampicarmi sugli alberi, costruire ponteggi è costoso e usare una fionda richiede molta abilità“, dice. “Un fucile a pompa è un modo efficiente, economico ed efficace per raccogliere le foglie in alto che hanno piena esposizione al sole.”

Patterson mette il ramo di quercia rossa settentrionale in un secchio d’acqua, tagliando il gambo sommerso per assicurarsi che le sue foglie continuino a vegetare, prima di tornare al suo laboratorio nella foresta.

Qui studia come gli alberi si adattano e si muovono in risposta all’aumento della temperatura media dell’aria. “Quando ho iniziato a conoscere come cambiano le comunità vegetali nel tempo, non avevo mai associato gli alberi alla migrazione, perché sono sessili e non si muovono come creature a quattro zampe o come insetti volanti. Quindi è illuminante rendersi conto che le comunità arboree spostano le loro aree per migrare verso luoghi in cui possono prosperare “, afferma Patterson, 39 anni, dottoranda presso il Dipartimento di Scienze della Terra e Ambientale della Columbia University.

È semplice come disperdere i semi. Ma solo perché un seme di un albero può spostarsi in un luogo non significa che crescerà o si riprodurrà con successo. Altri fattori entrano in gioco per stabilire una popolazione fiorente “.

La Black Rock Forest è insolita perché i numerosi dati raccolti dagli anni ’30 mostrano esattamente come lì è cambiata la distribuzione degli alberi. “Negli ultimi 90 anni, c’è stato un cambiamento nella composizione delle foreste. Tre specie hanno lasciato la regione o si sono estinte localmente e undici sono migrate naturalmente dal sud o sono state introdotte per via antropogenica “, dice Patterson. “Volevo scoprire quale meccanismo guida questo cambiamento e come questo influisce sulla capacità della nostra foresta di diventare una fonte piuttosto che un pozzo di anidride carbonica, perpetuando quindi il cambiamento climatico“.

Le foreste negli Stati Uniti nord-orientali sono uno dei depositi di carbonio in più rapida crescita al mondo sulla Terra, poiché la raccolta del legname, l’agricoltura su larga scala e il disturbo degli incendi sono diminuiti. Ma una composizione forestale mutevole potrebbe avere un impatto drastico sulla capacità di stoccaggio del carbonio di questa regione: se il bilancio del carbonio della foresta viene interrotto, più carbonio potrebbe essere rilasciato nell’atmosfera.

Le querce rosse del nord sono così importanti per questa regione, influenzano la salute del suolo, la qualità dell’acqua, i nutrienti. Quando si iniziano a perdere grandi popolazioni di alberi, quel complesso ecosistema forestale può rompersi “, afferma Patterson.

Se un albero invasivo entra in gioco, s’ inizierà ad avere una monocoltura e si perderà quella biodiversità; a quel punto l’intero sistema semplicemente non è più sano.

Patterson, che lavora anche come educatrice, ammette di non essere mai stata veramente una persona di città. È cresciuta immersa nella natura – e tra gli alberi – nella cittadina rurale di Lackawaxen, Pennsylvania, e vive l’esperienza multisensoriale di una foresta. “Amo la calma, la pace, l’intrigo; posso andare a fare una passeggiata e trovare una pianta che non ho mai visto prima o sentire il richiamo di un nuovo uccello o scoprire uno strano fungo. Questa foresta è uno spazio fantastico in cui vivere “, dice Patterson, che abita a soli 20 minuti di distanza. “Questo posto mi permette di calmare la mente ma anche di stimolarla allo stesso tempo. Non ho mai trovato un altro ambiente che lo faccia “.

botanica che spara agli alberi botanica che spara agli alberi

Angelica Patterson a Mineral Springs, nello stato di New York. Studia come gli alberi si adattano e si muovono in risposta all'aumento della temperatura media dell'aria.

botanica che spara agli alberi botanica che spara agli alberi

Negli ultimi otto anni ha studiato come centinaia di foglie di 22 specie funzionino in modo diverso per indagare su come ambienti estremi per certe specie possono influenzare la fisiologia dell’albero. “Lo paragono a capire quale albero ha il motore di una Toyota e quale ha il motore di una Ferrari – le querce non sono Ferrari. Tuttavia, sono estremamente resistenti e c’è una ragione per cui sono state dominanti qui per secoli “, dice Patterson, che spiega la strategia di sopravvivenza della quercia rossa settentrionale, che costituisce il 70% di questa foresta. “Queste querce possono vivere fino a 350 anni, quindi sono longeve, producono semi dominanti [ghiande] e tollerano condizioni di stress elevato”.

In passato, la Black Rock Forest è stata oggetto di incendi, ma le ghiande delle querce possono sopravvivere sottoterra fino a quando le condizioni non migliorano. Tuttavia, ora ci sono più insediamenti a livello locale, gli incendi vengono soppressi quindi queste querce devono competere con alberi sensibili al fuoco che non sarebbero sopravvissuti in precedenza. Tempeste tropicali più frequenti e venti forti minacciano anche le querce mature, una malattia chiamata peronospora si sta diffondendo in questa regione e il brucare dei cervi influisce sulla rigenerazione delle querce, consentendo potenzialmente ad altri alberi migranti di riempire più facilmente questa nicchia.

Kevin Griffin, professore di fisiologia vegetale alla Columbia University, è il supervisore del dottorato di ricerca di Patterson. Spiega perché la Black Rock Forest è un luogo così importante per studiare la migrazione degli alberi. “C’è un enorme mix di specie qui perché le specie arboree che tipicamente hanno una gamma meridionale o settentrionale sembrano tutte convergere insieme proprio nella valle dell’Hudson”, dice. “Alla fine dell’ultima era glaciale 14.000 anni fa, i ghiacciai si ritirarono dalla valle dell’Hudson e ora, dopo la successione ecologica, stiamo guardando questa bellissima foresta di querce decidue, ma questa è solo un’istantanea nel tempo“.

L’area geografica di una pianta o di un animale – l’area geografica in cui si può trovare una specie – è in costante mutamento. Gli intervalli si spostano, si espandono e si contraggono naturalmente nel tempo, ma è l’attuale velocità del cambiamento che preoccupa scienziati come Patterson e Griffin. “Se il tasso di cambiamento [in intervalli] è notevolmente accelerato dalle attività umane, allora come fa l’ecologia a stare al passo con quello?” chiede Griffin.

Per gli alberi che crescono e si riproducono in modo incredibilmente lento, la migrazione è una sfida enorme. Come afferma Griffin, “gli alberi non hanno gambe, i semi percorrono brevi distanze e molte cose mangiano quei semi, inoltre gli alberi hanno bisogno di impollinatori e del terreno giusto per la germinazione, quindi l’ecologia è affascinante ma non ovvia“. Fondamentalmente, c’è una discrepanza tra la velocità con cui si spostano gli intervalli e la velocità con cui gli alberi possono rispondere e migrare.

Griffin e Patterson stanno studiando il modo in cui lo spostamento degli intervalli influisce sulla fisiologia o sul funzionamento interno di questi alberi: “Stiamo cercando di costruire un quadro più chiaro di come gli alberi stanno attualmente sopravvivendo, quanto sono competitivi e a quale velocità possono essere o meno in grado di tenere il passo con questo cambiamento nelle condizioni climatiche “, dice Griffin, il quale afferma che la temperatura è uno dei fattori chiave per gli spostamenti di specie.

 

La chioma autunnale della foresta Black Rock

 

Secondo la US Forest Service Northern Research Station, oltre il 70% degli alberelli delle specie di alberi settentrionali negli Stati Uniti orientali mostra una migrazione verso nord. Ma la temperatura non è certamente l’unica variabile. Nel 2017, l’ecologista forestale Songlin Fei della Purdue University dell’Indiana ha trovato più specie che si spostano a ovest che a nord nelle aree orientali, probabilmente a causa di cambiamenti nelle precipitazioni o delle precipitazioni piuttosto che di cambiamenti di temperatura. Le precipitazioni annuali totali negli Stati Uniti centrali sono aumentate di oltre 150 mm e sono diminuite in modo significativo nel sud-est.

Per confrontare l’attività metabolica all’interno di ogni foglia che raccoglie, Patterson inserisce ciascuna di esse nella camera di una macchina per la fotosintesi. “Ho impostato l’umidità relativa, la luce, i livelli di anidride carbonica e la temperatura per imitare le condizioni locali nella foresta, o per ricreare le condizioni limite dell’area meridionale, quindi permetto a ogni foglia di acclimatarsi e diventare felice. Questo incoraggia gli stomi [pori] ad aprirsi in modo che lo scambio di gas possa fluire liberamente “, dice. Patterson misura i tassi di respirazione e fotosintesi negli alberi maturi.

Griffin lo paragona ad un conto in banca: “Hai quello che guadagni e quello che spendi; la crescita degli alberi è ciò che resta. Quindi studiamo sia la fotosintesi – come il carbonio entra nell’albero – sia la respirazione – come il carbonio lascia l’albero – per vedere se riusciamo a capire perché alcune piante sembrano avere più o meno successo “.

Nella Black Rock Forest, la quercia rossa settentrionale è centrale per il suo habitat. Ma altri alberi di latifoglie e conifere trovati qui potrebbero vivere al limite meridionale della loro regione (questi alberi a nord includono betulla da carta e pino rosso), o al limite settentrionale della loro regione (alberi a sud come sicomoro americano e cedro bianco dell’Atlantico). I risultati iniziali di Patterson mostrano che ci sono differenze significative nelle capacità fisiologiche tra alberi settentrionali, centrali e meridionali nella Black Rock Forest.

I modelli che troviamo suggeriscono che gli alberi residenti o distribuiti centralmente, come la quercia rossa settentrionale, sono fisiologicamente svantaggiati rispetto agli alberi a nord e sud“, dice.

Ma gli alberi potrebbero essere stati in grado di adattarsi alle attuali condizioni climatiche. “Entro i prossimi 50-100 anni, scenari di emissioni di carbonio elevate prevedono che le temperature potrebbero essere calde come quelle della Georgia. Quindi la capacità della quercia di continuare ad acclimatarsi fisiologicamente a un clima caldo e persistere tra regimi di disturbo come il brucare dei cervi o le tempeste di ghiaccio [influenzerà] la salute e la sopravvivenza della popolazione di querce e il potenziale di stoccaggio del carbonio delle foreste di questa regione “, afferma Patterson .

C’è anche la possibilità di incorporare questi dati nei modelli climatici in modo che possano aiutare a prevedere i futuri livelli di anidride carbonica atmosferica e valutare quale delle specie arboree degli Stati Uniti nord-orientali potrebbe essere in grado di tollerare meglio i climi più caldi nei prossimi decenni.

 

Angelica Patterson utilizza una macchina per la fotosintesi per misurare i tassi di respirazione e fotosintesi negli alberi maturi.

 

L’approccio migliore per sopravvivere ad un clima caldo, secondo i ricercatori, potrebbe essere quello di mantenere “corridoi connettivi” per consentire agli alberi di migrare naturalmente verso nuove aree in un futuro mutevole e non essere fermati da confini artificiali come città, laghi o terreni agricoli.

Ulteriori ricerche dell’Università del Tennessee indicano che anche le “autostrade del suolo” sotterranee potrebbero essere importanti, con alcune combinazioni di funghi e microbiomi batterici che incoraggiano gli alberi sensibili al calore a migrare verso quote più elevate dove possono prosperare.

In definitiva, la migrazione degli alberi è incredibilmente complessa. Ma il lavoro di Patterson rappresenta un prezioso punto di riferimento. Dopo aver registrato le coordinate GPS per ogni foglia studiata, i ricercatori hanno potuto effettuare ulteriori misurazioni per valutare come cambia la funzione dell’albero nel tempo.

Questa è solo una piccola istantanea di ciò che sta accadendo con certi alberi“, dice. “Ma fornisce informazioni su quali specie tollereranno ambienti particolari e questo potrebbe aiutare la gestione delle foreste ora e in futuro“.

 

 

 

 

L’ultimo grande albero
Piantiamo un trilione di alberi, la soluzione più semplice e a portata di mano per la crisi climatica
La foresta che cammina

 

 

 

3 lettori hanno messo "mi piace"
Print Friendly, PDF & Email
Share:

Leave a reply

WordPress Appliance - Powered by TurnKey Linux