Riscaldamento Globale e fenologia vegetale (fasi di sviluppo nel tempo in relazione alla temperatura)

La generazione di contadine/i che si appresta oggi a coltivare i propri campi si trova davanti a una situazione non solo del tutto inedita ma anche in rapida evoluzione, per la quale non è più valida alcuna guida pratica o esperienza dal passato.

La temperatura media globale non cessa di aumentare e supera attualmente di circa 0,8° Celsius i livelli preindustriali. Se non si pongono rimedi immediati si può prevedere un aumento di 6 gradi Celsius nelle temperature mensili estive medie entro la fine del secolo nella regione mediterranea, nell’Africa del Nord, nel Medio Oriente ed in alcune parti degli Stati Uniti d’America.

In ogni caso il ciclo della vita vegetale ed animale è già cambiato.

Purtroppo la scarsa dimestichezza che abbiamo con il mondo non-urbano da un lato e dall’altro l’incapacità di mantenere memoria di quanto ci abbiamo visto anche solo pochi mesi prima, non ci permettono di cogliere questa mutazione.

Per tenere fresca la nostra memoria dobbiamo ricorrere alla “fenologia”, ovvero allo studio dell’apparenza. Questa branca della scienza si occupa dell’osservazione delle varie fasi di crescita e di sviluppo degli organismi viventi a varie scadenze periodiche durante l’anno.

In modo estremamente semplificato si può dire che la tecnica finora sviluppata per osservare l’impatto dell’innalzamento delle temperature su alcune specie vegetali – principalmente quelle utilizzate per l’alimentazione – si è basata sulla riproduzione di un microclima artificiale all’interno di piccoli spazi all’aperto o all’interno di serre (qui maggiori informazioni sui Giardini Fenologici in Italia).
Man mano che vengono aumentati meccanicamente i gradi, ogni cambiamento nella vita annuale della pianta (nascita delle foglie, fioritura, ecc) viene puntualmente registrato.

Questo tipo di analisi prolungate nel tempo ha prodotto una serie di dati che, opportunamente elaborati, ci hanno finora convinti che all’aumento di un grado Celsius nella temperatura corrispondessero 2-3 giorni di anticipo nella fioritura.

In termini tecnici “la teoria corrente prevede la presenza di soglie termiche al di sotto delle quali le reazioni stesse si fermano o procedono così lentamente da essere trascurabili. Quando la temperatura supera la soglia specifica la reazione procede a velocità generalmente proporzionale alla temperatura finché l’accumulo degli ormoni prodotti raggiunge un livello tale da “catalizzare” il passaggio alla fase di sviluppo successiva”.

Uno studio svolto da E. M. Wolkovich - ricercatrice della University of California San Diego –  pubblicato nel maggio 2012 sulla rivista Nature ha deciso di cambiare approccio. Per lungo tempo sono state analizzate 1.643 specie di piante poste in quattro continenti del pianeta. I risultati di fogliazione e fioritura sono stati quindi confrontati in modo puntuale con quelli ottenuti con il sistema finora utilizzato, ovvero il riscaldamento indotto.

Il risultato è stato disarmante. I valori registrati osservando la realtà superano quelli dei modelli matematici. All’aumento di ogni grado Celsius la fogliazione e la fioritura avvengono non due, ma bensì 5-6 giorni prima.

Perché questa differenza?
Semplice!  perché il nostro ecosistema ha un livello di complessità che nessuno schema matematico riesce a ridurre ad una formula.

Adapted from Bonan, G.B. 2002. Ecological Climatology. Cambridge Univ. Press

In primo luogo il modello prevede un’unica variabile, la temperatura (ed eventualmente l’umidità nel caso delle serre), mentre dovrebbe comprenderne altre, ad esempio irradiamento e secchezza del suolo.
Non solo, queste variabili hanno effetti diversi a seconda della zona climatica e del periodo di fioritura. Ad esempio le specie che fioriscono nei primi giorni di primavera hanno una maggiore sensibilità nei confronti delle alte temperature. Questo trend non è presente nei dati sperimentali.

L’Earth Policy Institute offre qui uno spaccato di alcuni studi di lungo periodo. Ecco alcuni esempi di quanto sta accadendo nel mondo animale e vegetale: 

La migrazione primaverile dei caribù prende l’avvio in base alla lunghezza del giorno e generalmente coincide con l’emersione di piante nutrienti per le femmine incinte o con piccoli appena nati; tuttavia, a causa del riscaldamento di 4.6 gradi Celsius, la stagione della nascita delle piante in Groenlandia risulta anticipata negli anni recenti di due settimane mentre le nascite dei caribù sono rimaste fisse. La mancata coincidenza del picco del cibo nutriente con il parto è stata associata al declino delle nascite e alle morti precoci dei neonati (periodo di osservazione 1986-2006).

Il cuculo è un “parassita” che depone le propria uova nei nidi di altri uccelli. Appena nato, il pulcino della covata del cuculo spinge fuori dal nido le uova dell’uccello ospite. I cuculi oggi arrivano nei loro nidi europei cinque giorni prima di quanto succedeva 40 anni fa, prossimi alla media anticipata degli altri uccelli migratori che arrivano dall’Africa sub-sahariana. Tuttavia poiché gli uccelli migratori di breve distanza arrivano oltre 14 giorni prima, ciò rende più facile per loro evitare il parassitismo del cuculo mentre cresce la pressione su quelli che arrivano da lunghe distanze.

Il periodo di fioritura e del picco di abbondanza ai vari livelli della catena alimentare sono slittati con in modo diverso in relazione al riscaldamento. Questa tempistica in dissonanza con quella di plancton, diatomee e larve di pesci è un’ulteriore causa di pressione sulla popolazione di merluzzo, già in declino a causa della pesca eccessiva (periodo di osservazione 1958-2002).

La fioritura si è anticipata nelle ultime tre decadi, mentre la presenza delle farfalle è ritardata. Gli aumenti delle  temperature variano nei diversi periodi dell’anno: durante il periodo in cui le piante iniziano la fioritura, le temperature aumentano velocemente, mentre quando c’è la comparsa delle farfalle, le temperature non cambiano in modo significativo. Questo potrebbe condurre a disturbi nell’impollinazione (periodo di osservazione 1958-2002).

In Liguria, con l’aumento delle temperature, la stagione dei pollini per gli allergeni delle piante comuni ha anticipato significativamente i tempi: 83 giorni per le piante di Parietaria, 46 per gli olivi, 27 per la betulla, 26 per l’erba e 8 per i cipressi. Tutti i pollini sono aumentati eccetto quelli dell’erba. Nello stesso tempo la quantità di persone sensibili (spesso correlati a sintomi allergici) a tutti i pollini, eccetto quelli dell’erba, sono ugualmente aumentati, mentre la sensibilizzazione agli acari della polvere non è mutata (periodo di osservazione 1981-2001).

La stagione degli sciroppi d’acero ha anticipato l’inizio di 8 giorni e la fine si conclude 11 giorni prima, così da risultare accorciata di circa il 10%. Le temperature fredde consentono la formazione della linfa e quelle calde la sua fluidificazione; quando le notti si scaldano prima, gli alberi iniziano a germogliare e la linfa non è più utilizzabile per lo sciroppo (periodo di osservazione 1963-2003).

Grandi sono quindi i problemi che i nuovi contadini, i produttori di cibo, si trovano ad affrontare.

Tra questi fioriture senza api, calde primavere che sfiancano alcune tipologie di cereali o sottopongono i primi frutti al gelo improvviso, temperature che privilegiano alcune farfalle e falene che possono così aggiungere una generazione alla loro normale vita riproduttiva, creando un ulteriore  squilibrio nella vita delle piante di cui si nutrono e così via.

Inoltre, a parte rare eccezioni, le piante “esotiche” si adattano rapidamente alle alte temperature anticipando la propria fioritura rispetto a quelle autoctone. Un vantaggio competitivo che potrebbe causare, nel medio periodo, la scomparsa della vegetazione locale.

La complessità sta nel fatto che, in questo generale cambiamento climatico, le specie non reagiscono spostandosi in modo sincronizzato in avanti, tutte assieme.Ogni specie risponde in modo unico, interrompendo l’armonia di un ciclo vitale, ad una velocità maggiore di quanto i modelli scientifici ci abbiano finora indicato.

Possiamo intervenire per fermare questo cambiamento che sembra inarrestabile?
Sì, con piccole e grandi azioni.
Innanzitutto leggendo, informandoci e poi con tanti gesti quotidiani, ma soprattutto partecipando a gruppi di discussione e analisi, condividendo le nostre informazioni ed esercitando il potere che abbiamo come cittadini sugli amministratori locali.

C’è un unico piccolo intoppo. Il tempo che scorre inesorabilmente. Questa è la nostra risorsa più scarsa.

Silvia Pattuelli

(Fonte: Terrestra)