Le dimensioni e la forma delle foglie delle piante sembrano infinite. Ci sono le enormi foglie a forma di ventaglio del palmo, le punte magre della felce, le foglie a forma di mano di medie dimensioni dell'eyeeye e altro ancora. Ma perché le foglie assumano forme così diverse sono da sempre un mistero per gli scienziati.
Ricercatori del passato hanno suggerito che la disponibilità di acqua e il rischio di surriscaldamento determinano la dimensione delle foglie. Ma come riporta Helen Briggs alla BBC, un nuovo studio pubblicato sulla rivista Science suggerisce è un po 'più complicato.
L'idea della disponibilità di acqua e della forma delle foglie può essere fatta risalire al botanico danese Eugenius Warming del 19 ° e all'inizio del 20 ° secolo, che ipotizzava che le alte precipitazioni nei tropici consentano a cose come fronde di palma e foglie di banano di crescere a dimensioni enormi, scrive Ian Wright, primo autore dello studio, per The Conversation.
Questa idea è stata perfezionata negli anni '60 e '70, quando gli scienziati hanno scoperto che le grandi foglie possono surriscaldarsi in estate. Per evitare che ciò accada, fanno affidamento sul raffreddamento della traspirazione, l'equivalente fogliare di sudare. Questo modello ha aiutato a spiegare perché le foglie delle piante del deserto erano minuscole (non possono permettersi di "sudare" la loro preziosa acqua) e le foglie delle piante in luoghi freschi e ombrosi spesso diventano grandi.
Ma i ricercatori non sono ancora riusciti a spiegare adeguatamente tutto, come l'abbondanza di specie di grandi foglie che dominano nel caldo torrido dei tropici o le minuscole foglie delle piante che vivono nelle parti più fredde del mondo.
Per risolvere queste contraddizioni, un team globale di scienziati ha analizzato le foglie di 7.670 piante da latitudini ed ecosistemi in tutta la Terra, secondo un comunicato stampa. Prendendo in considerazione le temperature medie diurne e notturne, le precipitazioni e l'umidità, i ricercatori hanno trovato una serie di regole che regolano la dimensione massima delle foglie.
"Abbiamo ideato un nuovo framework per modellare il modo in cui le foglie dovrebbero variare nella loro temperatura, nel rapporto con il clima del sito", dice Wright a Briggs. "Ciò che siamo stati in grado di mostrare è forse in quasi la metà del mondo che i limiti complessivi alla dimensione delle foglie sono molto più determinati dal rischio di congelamento notturno che dal rischio di surriscaldamento durante il giorno."
Come riporta Alice Klein di New Scientist, evitare il congelamento notturno o il surriscaldamento diurno è un atto di bilanciamento tra due fattori: la quantità di superficie che una foglia può usare per la traspirazione (sudorazione) e la dimensione del suo strato limite, un'area di ancora aria che circonda immediatamente la foglia che funge da isolamento.
Poiché le foglie grandi hanno strati limite isolanti più spessi, è più difficile per loro assorbire il calore durante la notte, rendendole più sensibili alle basse temperature. Lo strato limite li rende inoltre inadatti ai climi desertici, dove l'isolamento li mette a rischio di surriscaldamento durante il giorno. Ma le foglie di grandi dimensioni possono sopravvivere ai tropici perché con abbondante acqua sono in grado di sfruttare la traspirazione per rinfrescarsi.
"Fondamentalmente è un compromesso tra quanto riscaldano e quanta acqua hanno a disposizione per rinfrescarsi", dice Wright a Klein. "Questa nuova conoscenza ci aiuta a comprendere un aspetto fondamentale di come gli impianti fanno affari."
La nuova comprensione della dinamica delle foglie potrebbe aiutare i paleontologi a ricostruire antichi climi ed ecosistemi da fossili di foglie. Ma questa nuova conoscenza potrebbe anche aiutare i ricercatori a capire come la vegetazione si sposterà man mano che i cambiamenti climatici progrediscono e quali specie possono essere vulnerabili al declino a causa del cambiamento dei modelli di pioggia e temperatura, dice il biologo Andrew Lowe dell'Università di Adelaide per la conservazione delle piante a Klein.
Quindi questo autunno, quando le foglie iniziano a cadere dagli alberi, dai un'occhiata alla varietà di forme e dimensioni. Che la sorprendente diversità è avvenuta per un motivo.
