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Aree protette e biodiversità | Clima

L’incerto futuro genetico della piante artiche ed alpine

[ 2 febbraio 2012 ]

Nel nuovo studio  "Genetic consequences of climate change for northern plants", pubblicato da Proceedings of the Royal Society B, un team di ricercatori austriaci, francesi e norvegesi rivela che «l'aumento delle temperature provocato dai cambiamenti climatici avrà diverse conseguenze genetiche sulle specie di piante artiche. Si spera che questi nuovi risultati aiuteranno a far si che le future attività di conservazione si concentrino nella regione e che essi aiuteranno gli scienziati a determinare quali sono le specie più importanti da salvare».

«I futuri cambiamenti climatici avranno un impatto importante sulla diversità biologica - dicono i ricercatori -  e questo è particolarmente vero negli ambienti artici e alpini, che saranno esposti ai cambiamenti climatici più estremi. Diversi studi hanno esplorato le conseguenze dei cambiamenti climatici sulla diversità biologica, ma nella maggior parte dei casi questi sono concentrati su una specie nel suo insieme e non hanno preso  in considerazione le variazioni genetiche all'interno di una specie». E' quindi importante studiare le conseguenze genetiche che il riscaldamento del clima ha sulla diversità biologica».

Il team ha esaminato 10.000 campioni di 27 specie di piante provennienti dall'Artico e da alcuni ambienti alpini dell'Europa centrale. I ricercatori prevedono che, a causa dei cambiamenti climatici, la maggior parte delle specie di piante perderanno parte del loro habitat attuale, il nuovo studio, in parte finanziato dal progetto "Challenges in assessing and forecasting biodiversity and ecosystem changes in Europe" (Ecochange) con 7 milioni di euro, dimostra che «all'interno di una specie di piante non tutte avranno le stesse conseguenze genetiche».

Anche se esistono moltissimi studi precedenti che si sono occupati in particolare delle conseguenze dei cambiamenti climatici sulla diversità biologica, pochissimi hanno preso in considerazione le variazioni genetiche all'interno di specifiche specie, occupandosi invece di una specie nel suo complesso. I risultati mostrano che le specie che utilizzano il vento e gli uccelli per disperdere i propri semi perderanno meno della loro diversità genetica in un clima più caldo rispetto alle specie che hanno una dispersione dei semi molto localizzata. 

Il principale autore dello studio, il norvegese Inger Greve Alsos, dell'University Centre in Svalbard (Unisd), sottolinea: «questo studio è il primo a usare dati empirici per valutare la perdita di diversità genetica attraverso la perdita di habitat per diverse specie di piante in diversi scenari climatici. La variazione genetica è fondamentale perché le specie si adattino ai cambiamenti del clima. Se una specie con una dispersione dei semi limitata scompare da una zona, questo significa che questa specie nel suo complesso incorrerà in una irrevocabile perdita di diversità genetica».

I ricercatori  portano l'esempio del ranuncolo dei ghiacciai (Ranunculus glacialis), una specie che cresce solo sulle vette delle montagne e ha un debole flusso genetico tra popolazioni, per il quale si prevede che con un clima più caldo perderà una gran parte della sua diversità genetica. Invece la betulla nana (Betula nana) sarà in grado di adattarsi meglio ai climi più caldi, dato che questa specie disperde i semi con il vento e ha una vita di oltre 100 anni. Quindi la betulla nana non deve preoccuparsi troppo poiché c'è un flusso genetico sufficiente tra le popolazioni.

I ricercatori spiegano che «anche il modo in cui le specie crescono è importante: poiché gli alberi e gli arbusti sono in genere più alti e vivono più a lungo delle piante erbacee, disperdono e conservano i loro geni meglio di molte specie erbacee. Alcune specie possono avere una riduzione di fino all'80% del loro habitat e mantenere comunque oltre il 90% della loro diversità genetica. Altre specie possono perdere la metà della loro diversità genetica se il loro habitat si riduce del 65%». I risultati mostrano che le specie che utilizzano il vento e gli uccelli per disperdere i loro semi perderanno meno diversità genetica in un clima più caldo rispetto alle specie che hanno una dispersione di semi molto limitata, o locale. Inoltre, la forma di crescita della specie è importante. Alberi e arbusti di solito sono più alti e hanno una maggiore durata delle erbe, e quindi disperdono e conservano i loro geni migliori di molte delle specie erbacee.

Gli scienziati hanno utilizzato  molti metodi per costruire modelli avanzati per valutare l'impatto dei cambiamenti climatici sulla biodiversità e sugli ecosistemi. Tra queste valutazioni ci sono scenari socioeconomici avanzati e proiezioni di rendimento della distribuzione delle specie, delle comunità e dei biomi e del funzionamento degli ecosistemi. Ma i ricercatori sottolineano che «questi metodi però hanno i loro limiti. In primo luogo le conoscenze e i dati sulla distribuzione delle specie in passato sono limitati ma necessari per testarle nel passato prima di proiettarle nel futuro. Abbiamo bisogno di stime valide dei tassi di migrazione delle specie su lunghe distanze per valutare se le specie saranno in grado di mantenere il passo del rapido cambiamento globale. Inoltre alcune ipotesi dei modelli, come la stabilità di nicchia nel tempo e/o nello spazio, non sono state testate appropriatamente». I ricercatori credono anche che abbiamo bisogno di stime più affidabili delle incertezze delle previsioni dei modelli.

I risultati di questo studio hanno importanti implicazioni per il futuro della Lista Rossa dell'Unione internazionale per la conservazione della natura (Iucn) che identifica le specie minacciate di estinzione e promuove la loro conservazione. Uno dei criteri utilizzati per decidere se una specie è minacciata o no, è se la specie ha subito una notevole perdita di habitat o di dimensione della popolazione. «Nel clima più caldo del futuro, la lista rossa sarà così estesa che sarà impossibile conservare tutte le specie minacciate - conclude Alsos - Questo studio sarà uno strumento importante per fare un elenco prioritario di specie che è importante conservare. Le tecniche impiegate in questo studio saranno  adattate agli  studi di altri organismi, come gli uccelli e insetti, alla ricerca di pattern all'interno di una specie che sono legati alla riduzione della diversità genetica. Queste tecniche possono quindi essere utilizzate come un sistema di allarme precoce per la vulnerabilità delle specie 'ai cambiamenti climatici».