Le piante alpine si adattano lentamente al riscaldamento climatico: un nuovo modello predittivo eco-evolutivo spiega perché

Come reagisce la flora alpina alle condizioni climatiche più calde? Un nuovo modello predittivo eco-evolutivo mette in luce quali siano i fattori e le interazioni, che influenzano la capacità delle specie di resistere all’estinzione e di adattarsi a nuove condizioni ambientali

Gli ambienti di montagna danno rifugio a una grande quantità di specie endemiche, ma sono particolarmente vulnerabili al riscaldamento globale. Per continuare a trovare il proprio habitat ideale, le piante devono spostarsi verso altitudini sempre maggiori, ma, a causa della struttura piramidale di questi ambienti, lo spazio a loro disposizione si riduce sempre di più, esponendole al rischio di estinzione.

Fino a ora, per tentare di quantificare il modo in cui il cambiamento climatico influenzerà la biodiversità degli ambienti montani, sono stati utilizzati principalmente sistemi predittivi basati su variabili eco-climatiche, che associano il rischio di estinzione di una specie alla riduzione spaziale del suo areale di distribuzione (modelli di distribuzione spaziale delle specie SDMs) o a mutamenti demografici. Tuttavia, nessuno di questi modelli ha mai esaminato l’effetto che le variabili evolutive (come diversità genetica e differenze nel ciclo vitale) possono esercitare sulla capacità delle specie di adattarsi al cambiamento ambientale.

Un team di studiosi dell’Università di Zurigo, in collaborazione con gruppi di ricerca di Grenoble e Vienna, ha proposto un nuovo modello predittivo eco-evolutivo dinamico (DEEM), che si propone di fornire modelli più accurati sulla risposta della flora alpina al riscaldamento globale, combinando variabili ecologiche, dinamiche evolutive e demografia nella stessa analisi.

Nello studio, recentemente pubblicato sulla rivista Nature Communications, i ricercatori utilizzando dei super-computer, hanno simulato la dispersione e l’adattamento a diversi scenari climatici della flora endemica delle Alpi austriache. Per testare il modello sono state scelte quattro specie di piante perenni (i.e. Campanula pulla, Primula clusiana, Festuca pseudodura Steud e Dianthus alpinus) selezionate per essere le più diverse possibile per tratti ecologici e caratteristiche del ciclo biologico, tra tutte le specie della flora alpina già caratterizzate in un precedente lavoro.

I risultati hanno evidenziato che la dimensione delle popolazioni e il potenziale evolutivo sono tra i fattori che maggiormente influenzano la capacità di una specie di modificare la propria nicchia ecologica, favorendone la diffusione in nuovi ambienti. La longevità degli individui adulti si è dimostrata invece un fattore con effetti antagonisti sulla sopravvivenza delle specie. Se da un lato questa caratteristica favorisce la persistenza delle popolazioni nelle aree già occupate, anche in condizioni ambientali sfavorevoli, dall’altro essa è di ostacolo all’adattamento della specie, perché a causa del basso turnover generazionale, i nuovi individui potrebbero non essere selezionati con un ritmo abbastanza rapido da tenere testa alla velocità del cambiamento ambientale.

La persistenza (e la riproduzione anche se con un successo limitato) degli individui adulti non-adattati mascherano la vulnerabilità delle specie perenni al cambiamento climatico. Almeno nei primi tempi infatti, le popolazioni di queste specie tendono ad occupare gli stessi areali di distribuzione, anche se con un numero inferiore di individui, poi se il cambiamento ambientale persiste scompaiono rapidamente. Il cambiamento demografico sembra essere un campanello d’allarme che ci può segnalare in tempo il rischio di estinzione della flora alpina.

Nel complesso, il modello ha dimostrato che le piante perenni rischiano di non riuscire ad adattarsi a cambiamenti climatici veloci. Tuttavia, le simulazioni indicano anche che, se il ritmo dei cambiamenti climatici dovesse rallentare o fermarsi, grazie ai processi evolutivi anche le popolazioni maladattate possono “recuperare” il gap con l’ambiente.


Riferimenti:
Cotto et al. A dynamic eco-evolutionary model predicts slow response of alpine plants to climate warming Nature Communications, 2017; 8. DOI: 10.1038 / ncomms15399

Immagine di dominio pubblico (licenza CC BY-SA 3.0)