Come il cambiamento climatico sconvolge gli ecosistemi

Il mondo diventa sempre più caldo e molti organismi che attualmente sono originari di altitudini o latitudini geografiche più basse devono spostarsi ad altitudini e latitudini più elevate.

Tuttavia, se gli organismi colonizzano nuovi habitat, possono alterare gravemente l'equilibrio ecologico che si è sviluppato per un lungo periodo di tempo. Questo perché le piante e i loro predatori si sono evoluti insieme per un lungo periodo di tempo. Questo ha avuto un effetto sulla loro distribuzione e sulle caratteristiche che presentano nei siti colonizzati congiuntamente.

Questo è particolarmente vero per le regioni alpine: poiché la stagione di crescita è breve ad alta quota, gli insetti erbivori sono meno comuni e le piante hanno meno bisogno di proteggersi dai predatori. A bassa quota, invece, la pressione di predazione è elevata. Gli insetti erbivori sono più comuni e più diversificati. Le piante devono quindi difendersi con più forza, sia con aculei, spine, peli o sostanze velenose. Il cambiamento climatico potrebbe sconvolgere questa struttura ecologica.

Le cavallette si sono spostate ad altitudini più elevate

In un esperimento, i ricercatori dell'ETH di Zurigo, dell'Istituto federale di ricerca per la foresta, la neve e il paesaggio (WSL) e dell'Università di Neuch?tel hanno quindi studiato cosa potrebbe accadere se gli erbivori - in questo caso diverse cavallette di media altitudine - colonizzano prati alpini a quote più elevate e vi incontrano nuove comunità vegetali. Lo studio è stato appena pubblicato sulla rivista "Science".

I ricercatori hanno trasferito diverse specie di cavallette da altitudini medie (1400 metri sul livello del mare) a tre siti di praterie alpine a 1800, 2070 e 2270 metri sul livello del mare, dove gli ecologi hanno rilasciato le cavallette in gabbie. Le cavallette autoctone sono state preventivamente rimosse dai siti di sperimentazione. L'esperimento è stato condotto nella regione di Anzeindaz, nelle Alpi vodesi.

Nel loro studio, i ricercatori hanno misurato, tra l'altro, come cambiano la biomassa, la struttura e la composizione delle comunità di piante alpine sotto l'influenza degli insetti erbivori. I ricercatori hanno anche esaminato se alcune piante alpine sono più suscettibili alla predazione a causa di alcune caratteristiche come la durezza delle foglie, il contenuto di acidi silicici o sostanze come fenoli o tannini.

Le cavallette non autoctone cambiano la flora

Gli ecologi hanno scoperto che il comportamento alimentare delle cavallette influenzava in modo significativo la struttura e la composizione della vegetazione alpina.

Le comunità vegetali alpine sono chiaramente strutturate: Le piante con foglie dure dominano e formano lo strato più alto della vegetazione; al di sotto di esse crescono specie più tolleranti all'ombra e con foglie più morbide. Questa struttura naturale è stata disturbata dalle cavallette introdotte: gli insetti si cibano preferibilmente delle piante più alte e resistenti. Per struttura fogliare, contenuto di sostanze nutritive, difese chimiche o abitudini di crescita, queste assomigliavano alle piante di pianura di cui le cavallette si nutrivano normalmente.

Di conseguenza, gli insetti hanno ridotto la biomassa delle piante alpine resistenti dominanti, favorendo a loro volta la comparsa di specie a crescita ridotta che sono state evitate dagli erbivori. La diversità vegetale complessiva è quindi aumentata nel breve periodo.

Gli erbivori immigrati hanno gioco facile

"Gli erbivori immigrati consumano solo alcune piante nel loro nuovo habitat, il che cambia e riorganizza i rapporti di competizione tra le varie piante alpine", spiega Patrice Descombes, primo autore dello studio. Il riscaldamento globale potrebbe alterare l'equilibrio ecologico perché gli animali mobili, come gli insetti erbivori, possono espandere il loro areale ad altitudini più elevate più rapidamente delle piante sedentarie.

Gli insetti erbivori provenienti da altitudini inferiori potrebbero quindi avere vita facile con le piante autoctone negli habitat alpini, poiché queste ultime sono inadeguate o per nulla adattate ai nuovi predatori. Ciò potrebbe modificare l'attuale struttura e il funzionamento delle comunità vegetali alpine nel loro complesso. Il cambiamento climatico, quindi, non ha solo un effetto diretto sugli ecosistemi a causa dell'aumento della temperatura, ma anche indirettamente a causa dei cambiamenti nelle relazioni tra erbivori e piante.

Effetti indiretti finora trascurati

Per Lo?c Pellisier, professore di ecologia del paesaggio presso l'ETH di Zurigo e il WSL, questo effetto indiretto del cambiamento climatico sugli ecosistemi è uno degli aspetti più importanti emersi dallo studio: "Finora, la ricerca sull'impatto climatico ha studiato principalmente gli effetti diretti della temperatura sugli ecosistemi. Le nuove interazioni tra gli organismi che migrano in nuovi habitat potrebbero causare importanti cambiamenti strutturali. Sono importanti fattori di cambiamento degli ecosistemi in un clima sempre più caldo".

Con i loro risultati, i ricercatori vogliono anche migliorare i modelli che hanno incorporato solo in modo insufficiente tali processi. Gli ecologisti sperano inoltre che ciò porti a migliori previsioni su come le funzioni e i servizi dell'ecosistema cambieranno sotto l'influenza dei cambiamenti climatici.