Gli alberi nella foresta pluviale subiscono elevate temperature notturne e nuove ricerche dimostrano che potrebbe anche aumentare la crescita. Foto per gentile concessione dello Smithsonian Tropical Research Institute
Mentre il mondo si riscalda, alcune parti si riscaldano più velocemente di altre ed è lì che i ricercatori stanno trovando indizi sui cambiamenti climatici che possono alterare la nostra comprensione della crescita delle piante in generale.
Mentre le temperature globali medie sono aumentate a circa 0, 2 gradi Celsius per decennio dal 1975, i tropici si sono riscaldati leggermente più velocemente, ad un tasso di 0, 26 gradi per decennio. E a Panama, di notte, le cose stanno diventando ancora più calde. I ricercatori Alexander Cheesman e Klaus Winter hanno riscontrato un aumento di 1, 5 gradi della temperatura media notturna negli ultimi quattro decenni. Testando ciò che quel salto potrebbe significare per le piante tropicali, la coppia ha preso piantine di fico e balsa e ha misurato la loro crescita a una gamma di temperature notturne crescenti. Ciò che hanno trovato è in contrasto con la saggezza del cambiamento climatico convenzionale: le piante assumono più del doppio del peso delle piantine mantenute in condizioni normali.
Il pensiero tradizionale, afferma Cheesman, che ha recentemente completato la sua collaborazione post-dottorato con lo Smithsonian Tropical Research Institute, afferma che durante il giorno, le piante subiscono fotosintesi, catturano carbonio e di notte, subiscono respirazione, perdono carbonio. La differenza tra i due regola la crescita della pianta. Le temperature più calde aumentano la respirazione e quindi riducono la crescita, secondo il modello. Ma Cheesman afferma che le sue ricerche mettono seriamente in discussione questa comprensione piuttosto semplicistica della respirazione.
"Non è solo una perdita di carbonio perché nel perdere quel carbonio sta facendo anche tutte queste altre cose: sta producendo ATP (adenosina trifosfato), sta producendo precursori metabolici che possono quindi essere utilizzati nella costruzione di nuove cellule". Basandosi sulla ricerca che supporta il scopi produttivi della respirazione, Cheesman e Winter sono stati in grado di dimostrare che l'aumento delle temperature non aumentava la respirazione e quindi rallentava la crescita, come previsto, ma piuttosto aumentava entrambi.
Utilizzando camere ad ambiente controllato e camere a cielo aperto, la coppia ha testato la crescita di due specie di alberi neotropicali. Le piantine sono state mantenute a temperature diurne costanti, corrispondenti a quelle del centro di Panama, ed esposte a temperature notturne elevate che vanno da 22 gradi a 31 gradi Celsius o da 72 gradi a 88 gradi Fahrenheit.
Quest'ultimo gruppo ha visto tassi di crescita più del doppio rispetto al primo gruppo. Cheesman pensa che sia probabile, tuttavia, che alberi con crescita accelerata smetterebbero di crescere una volta raggiunta una certa dimensione, il che significa che non ci sarebbero necessariamente alberi più grandi nella foresta. "Hai piante che ottengono la stessa crescita complessiva ma a un ritmo più veloce", spiega Cheesman, "quindi potrebbe essere che il turnover delle foreste diventi più veloce. ”
"C'è stato molto lavoro svolto nei sistemi agricoli con piante coltivate perenni e annuali e cose simili sono state mostrate lì", ma dice, "con gli alberi è fondamentalmente più difficile eseguire un esperimento per l'intera generazione, dalla piantina fino a produrre piantine stesse. "
Tuttavia, Cheesman pensa che ci sia una forte possibilità che un aumento della respirazione possa significare generazioni più brevi, il che avrebbe una serie di implicazioni per i sistemi ecologici delle piante.
Un tasso più veloce può anche significare una pianta più debole. Indipendentemente da questo studio, un altro ricercatore, Whitman Miller dello Smithsonian Environmental Research Center di Edgewater, nel Maryland, che lavora con le alghe ha scoperto "che l'elevata CO2 ha comportato una crescita più rapida (una cosa positiva), ma che accompagnava riduzioni dei composti chimici protettivi (una cosa negativa ).”
Cheesman afferma che la scoperta si allinea alla sua esperienza nello studio delle specie tropicali.
"Vediamo qualcosa di simile nelle piantine", dice. "L'aumento della temperatura notturna può comportare un aumento dell'altezza del germoglio e un aumento della lunghezza degli internodi tra le foglie e ciò ha implicazioni per cose come l'integrità strutturale e potenzialmente il movimento dell'acqua negli alberi maturi". Strutture più deboli possono rendere le piante più sensibili a parassiti o funghi, qualcosa che Miller nota anche nel suo lavoro.
Sebbene crede che il suo articolo segnali la necessità di ripensare i modelli di crescita guidata dalla fotosintesi, Cheesman riconosce i limiti dello studio e le molte incognite.
"Ci sono avvertimenti molto importanti in quanto, l'aumento delle temperature notturne comporterà modelli di precipitazione molto diversi e la disponibilità di acqua che può avere implicazioni molto profonde sulla crescita stessa degli alberi", afferma, citando una domanda così eccezionale. "Hai un'influenza diretta della temperatura e quindi molte influenze indirette su ogni altra cosa".
Spera che le sue ricerche future possano espandere ciò che ha iniziato con Winter. "Sono interessato a come la temperatura interagisce con altri processi, quindi non solo fotosintesi e respirazione ma cose come l'attività meristematica, lo sviluppo delle foglie, tutti questi processi e il modo in cui tutti si uniscono in una risposta integrata alla temperatura."
