Che suono ha una foresta morente?

Puoi davvero sentire morire un albero.

No, non grida di dolore mentre un boscaiolo vestito di jeans taglia con gioia il suo baule. Tuttavia, durante i periodi sempre più comuni di estrema siccità e caldo, la lenta essiccazione di un albero diventa udibile attraverso un microfono premuto sul suo tronco.

"Sembra un po 'come scoppiare i popcorn: piccole crepe e pop", dice William Anderegg, un biologo dell'Università di Princeton.

Il processo che porta al rumore scoppiettante è uno dei tanti che gli scienziati stanno studiando per capire meglio come gli alberi reagiscono alla siccità e al calore. Con la perdita di milioni di alberi mentre le temperature globali continuano la loro marcia verso l'alto, queste informazioni potrebbero aiutare gli scienziati a prevedere con maggiore precisione quali alberi sono più in pericolo, portando a modelli climatici migliorati e una migliore gestione delle foreste durante i periodi di siccità.

"Negli ultimi decenni, abbiamo iniziato a vedere molti più di questi eventi di mortalità degli alberi diffusi, determinati dalla siccità", afferma Anderegg "Ciò ha suscitato molta più preoccupazione da parte degli scienziati nel cercare di capire cosa sta succedendo".

Quindi cosa rende gli scatti e i pop? I suoni sono il risultato di un fallimento nello xilema della pianta, i fasci di tubi che attirano acqua e sostanze nutritive dalle radici agli arti, in modo simile a come le arterie riempiono il corpo umano di sangue ossigenato.

Quando è asciutto, gli alberi devono aspirare più forte per attingere acqua dal terreno. E se la tensione all'interno di questi tubi raggiunge un certo punto, i lati cedono, lasciando entrare bolle d'aria minuscole.

Ciò che i microfoni degli scienziati stanno raccogliendo sono le bolle d'aria che "si espandono violentemente" mentre entrano nelle celle, dice Anderegg.

Come un attacco di cuore umano, queste bolle d'aria impediscono alla forza vitale acquosa della pianta di diffondersi ai suoi arti asciutti. Ma il blocco di una sola vena non è un campanaccio della morte per l'albero, spiega Louis Santiago, ecologo dell'Università della California, di Riverside e dello Smithsonian Tropical Research Institute.

"Proprio come abbiamo molte vene e arterie, [le piante] hanno molte navi", dice. “Quindi, se alcuni cavitano sotto la siccità, probabilmente non è un grosso problema. Ma se più di metà cavitazione o più, allora potresti andare su strade pericolose. "

Ascolta i suoni scoppiettanti delle bolle d'aria che attraversano lo xilema di un cedro rosso, Juniperus virginiana . Credito: Stefan Mayr, Università di Innsbruck

Si ritiene che l'embolismo sia una delle principali cause di morte degli alberi in condizioni asciutte. Ma le piante hanno una varietà di adattamenti per impedire loro di raggiungere quella zona critica, afferma Santiago. Questa serie di adattamenti è ciò che gli scienziati stanno ancora cercando di prendere in giro per determinare perché alcuni alberi affrontano la siccità meglio di altri.

Per guardare un quadro globale di questi adattamenti, Anderegg e i suoi colleghi hanno raccolto dati sulla mortalità degli alberi da 33 studi di siccità in tutto il mondo ed esaminato 10 proprietà fisiologiche degli alberi colpiti. Lo studio, pubblicato questa settimana negli Atti della National Academy of Sciences, suggerisce che il modo in cui le piante gestiscono l'acqua è un fattore determinante nei tassi di sopravvivenza.

Parte di questo si riduce alla forza bruta dei tubi dell'albero. Alcuni alberi, come il ginepro dello Utah, hanno uno xilema molto più resistente e possono sopportare tensioni interne maggiori di altri.

L'altro fattore importante è il modo in cui gli alberi bilanciano il fotosintetizzante - assorbendo anidride carbonica per produrre zucchero - con il bere. Mentre gli alberi respirano anidride carbonica, l'acqua evapora attraverso i pori delle loro foglie, chiamati stomi. Quando l'acqua si asciuga, gli alberi chiudono i pori per prevenire la perdita d'acqua. Gli alberi “cauti” che chiudono gli stomi più rapidamente dopo l'inizio delle embolie tendono a fare meglio nella siccità, afferma Anderegg.

I poteri predittivi di questi fattori sono moderati, ma ciò non è necessariamente sorprendente, considerando il diverso gruppo di alberi e la gamma di ambienti che il team stava studiando. "L'ecologia è un mondo rumoroso: ci sono molte cose che stanno succedendo", afferma Anderegg. La competizione per l'acqua, il tipo di suolo o persino le caratteristiche della siccità possono confondere le acque.

Ci sono anche molti altri fattori potenzialmente importanti che possono influenzare la sopravvivenza dell'albero su scala locale, come la profondità della radice. Le radici lunghe, ad esempio, potrebbero essere in grado di sorseggiare da riserve di acque profonde che si estendono fuori dalla portata delle radici tozze.

Gli alberi possono anche affrontare condizioni più secche sviluppando steli verdi, afferma Santiago. Le piante spesso perdono le foglie quando si seccano, arrestando la fotosintesi e la crescita. Ma con uno stelo verde, possono continuare a fotosintetizzare anche senza foglie. Gli alberi in fiore nel genere Parkinsonia, che in spagnolo si chiama palo verde o "steli verdi" in spagnolo, sono noti per aver evoluto questo tipo di adattamento.

Essere in grado di prevedere con precisione la mortalità globale degli alberi è estremamente importante per i modelli climatici. Gli alberi agiscono come filtri dell'aria, assorbendo all'incirca un quarto dell'anidride carbonica che le persone pompano nel cielo, immagazzinando quel carbonio nei loro tronchi spessi e fogliame lussureggiante.

Ma gli alberi sono nei guai. Il 2015 è stato l'anno più caldo in oltre un secolo, il 39 ° anno consecutivo di temperature anormalmente calde. Negli ultimi anni, la siccità ha colpito parti dell'Australia, dell'India, dell'Europa, degli Stati Uniti e altrove e si prevede che diventerà più frequente e grave.

I sondaggi del Servizio Forestale degli Stati Uniti suggeriscono che quasi 12, 5 milioni di alberi nella sola California sono morti a causa della siccità nel 2014. Tali perdite sono un duro colpo per il pianeta, perché quando gli alberi muoiono, il carbonio immagazzinato fuoriesce nell'atmosfera. Il rilascio perpetua i nostri problemi con i gas serra, inaugurando più siccità e più morti sugli alberi, continuando il ciclo mortale.