Secondo lo studio “Geographic variation and thermal plasticity shape salamander metabolic rates under current and future climates”, pubblicato su Ecology and Evolution da David Muñoz,David Miller e Rudolf Schilder della Pennsylvania State University (Penn State) e da Evan Campbell Grant dell’ US Geological Survey, «Se nei prossimi decenni le temperature medie aumenteranno come previsto nel Nord America orientale, è probabile che almeno una specie di anfibio molto diffusa non sarà in grado di adattarsi e il suo areale potrebbe spostarsi verso nord».
Con un nuovo esperimento, i ricercatori hanno ideato un metodo per misurare il tasso metabolico delle salamandre dal dorso rosso (Plethodon cinereus) che vivono in diverse regioni esposte a temperature più calde, analizzando quanta più energia questi piccoli e robusti anfibi dei boschi spenderebbero per sopravvivere nelle foreste dove vivono ora e che si estendono dal Quebec in Canada fino alla North Carolina a sud e a ovest nel Missouri e nel Minnesota.
Miller, professore associato di ecologia della popolazione della fauna selvatica alla Penn State, ha spiegato che «Per rimanere al fresco e non bruciare energia, le salamandre hanno sviluppato strategie come rifugiarsi sotto rocce e tronchi. Ma se si nascondono per stare al fresco per periodi molto più lunghi, non si nutrono, e alla fine di una lunga estate le loro condizioni peggiorano».
Miller, che fa parte del team di ricerca del College of Agricultural Science che negli ultimi 10 anni ha studiato questi anfibi. Sottolinea: «Poiché queste salamandre sono ectoterme, animali a sangue freddo, quel che accade è essenzialmente che quando fa freddo, smettono di bruciare energia, finché non si congelano, possono passare lunghi periodi senza cibo. Al contrario, in estate, quando fa molto caldo, la loro temperatura corporea è elevata e questo aumenta la quantità di energia che consumano. Quindi, durante la parte più calda dell'anno, se non mangiano, hanno un deficit energetico».
Il problema è che, a seconda delle concentrazioni di gas serra nell'atmosfera, è molto probabile che il clima globale si riscaldi fino a 2° C ed oltre entro il 2040 e questo influenzerà le salamandre dal dorso rosso e potrebbe comportare che almeno l'estremità meridionale del loro areale si sposti verso nord.
Miller ricorda che «La forma fisica degli ectotermi è fortemente governata dalle condizioni termiche. La temperatura ha un impatto diretto sulla loro ecologia. Le condizioni termiche influenzano l'acquisizione e l'allocazione dell'energia».
Per valutare il dispendio energetico delle salamandre dal dorso rosso e per determinare se i loro tassi metabolici differissero nelle parti più calde e più fredde del loro areale, il ricercatore capo Muñoz ha condotto uno studio innovativo: tra aprile e maggio del 2017, gli scienziati hanno catturato salamandre di 4 popolazioni vicino a Richmond, in Virginia; Millmont in Pennsylvania; Ithaca a New York; Turners Falls in Massachusetts. Per ogni popolazione, il team ha raccolto salamandre per 2 giorni cercando sotto rocce e tronchi. Per verificare le differenze nelle fasi della vita, i ricercatori hanno catturato in ogni sito 18 - 20 giovani e 18 - 20 maschi adulti di salamandre. Hanno portato tutti gli esemplari in un laboratorio del Dipartimento di entomologia, dove hanno condotto i test utilizzando apparecchiature ultrasensibili.
Muñoz, che faceva un dottorato di ricerca nel laboratorio di Miller e ora è un analista del New Teacher Project, aveva modificato piccoli frigoriferi per trasformarli in camere termiche dove sottoporre le salamandre a condizioni più calde e ora racconta: «Poi le salamandre sono state poste in un piccolo tubo e abbiamo misurato la quantità di ossigeno consumata dalla salamandra in due ore e la quantità di anidride carbonica emessa. Abbiamo ripetuto il processo più volte, a temperature diverse».
Nello studio i ricercatori riferiscono di aver «Esaminato le relazioni tra temperatura più alta e tasso metabolico in quattro popolazioni diffuse di salamandre per determinare se variano nella risposta metabolica e se i loro tassi metabolici si adattano ai segnali termici stagionali. Le salamandre dei climi più caldi hanno abbassato i tassi metabolici quando si sono abituate alle temperature estive. Questi tassi metabolici depressi possono agire come un meccanismo di risparmio energetico durante il periodo più caldo dell'anno. Tale adattabilità non era evidente nelle popolazioni provenienti da climi più freddi. Sia le salamandre giovani che quelle adulte hanno mostrato una "plasticità" metabolica».
Miller conclude: «Sebbene alcune popolazioni abbiano risposto ai segnali termici del clima storico, nessuna popolazione ha mostrato risposte del tasso metabolico adeguate sufficienti per affrontare le temperature climatiche future previste, indicando che ci sono vincoli per le risposte delle salamandre ai cambiamenti climatici. La ricerca è importante perché si prevede che i cambiamenti previsti nella temperatura globale aumenteranno il rischio di estinzione per gli ectotermi come le salamandre dal dorso rosso, principalmente attraverso l'aumento dei tassi metabolici. Ci aspettiamo che il riscaldamento influirà sui bilanci energetici delle salamandre, influenzando potenzialmente la crescita individuale e il successo riproduttivo»
