Sempre più in alto

Se diverse ricerche hanno confermato lo spostamento di alcune specie vegetali a quote superiori, raramente invece si è potuto osservare la risposta fisiologica delle piante a questi cambiamenti. Ad esempio, fino a questo momento non si è mai studiata a fondo la relazione tra la bassa pressione atmosferica e i meccanismi di adattamento delle piante.

All’interno delle camere ipobariche del terraXcube, alcune specie che popolano oggi la Val di Mazia, a circa 1500 metri s.l.m., sono state trasportate artificialmente a quote superiori. Al tempo stesso saranno però mantenuti costanti altri fattori, come la temperatura, l’umidità, la quantità di luce. “In questo modo potremmo osservare, nel corso di alcune settimane, come la minore pressione atmosferica presente ad alte quote agirà sul funzionamento dei vegetali,” spiega Matteo Dainese. In particolare saranno osservati eventuali cambiamenti nei meccanismi che regolano l’attività fotosintetica e la traspirazione. “La traspirazione nelle piante vascolari regola gli scambi gassosi tra la pianta e l’atmosfera. Di giorno ad esempio nell’organismo vegetale entra Co2 e fuoriesce acqua in forma di vapore,” racconta il ricercatore. Le piante regolano questi scambi mantenendo aperti o chiusi gli stomi, piccoli pori presenti soprattutto nella pagina inferiore delle foglie. “La nostra ipotesi è che le piante traspirino maggiormente a quote più elevate, diventando più vulnerabili agli stress idrici”. Così si potrà osservare quali piante sono adattabili e quali invece potrebbero andare in stress in alta quota.

L’inedito esperimento è stato preparato nelle small cube di terraXcube, quattro camere in grado di replicare ciascuna in modo indipendente diverse condizioni ambientali tipiche dell’arco alpino. In una camera si ricreano le condizioni di pressione atmosferica tipiche della Val di Mazia, dove sono state prelevate le piante: 1500 metri di altitudine. In una seconda camera si mantiene l’altitudine più bassa che troviamo in Alto Adige quella di Bolzano a 200 metri s.l.m.. In una terza camera si accompagnano le piante a 2.500 metri di altitudine. “Secondo diversi modelli climatici, questo è uno degli scenari più radicali – ma comunque verosimili – che potremmo avere attorno all’anno 2100. Lo scenario RCP8.5, raggiungibile se non ci sarà alcuna mitigazione delle emissioni globali, prevede un aumento di temperatura tra i 4 °C e i 7 °C entro la fine del secolo. Il che vuole dire che le specie vegetali si potrebbero spostare di 600-1000 metri più in alto,” racconta Matteo Dainese.

Alcune ricerche suggeriscono che i microorganismi del suolo potrebbero avere una funzione di mediazione nei meccanismi di adattamento delle piante in nuovi habitat. Per questo, all’interno delle camere climatiche del terraXcube verrà osservato l’effetto della quota anche sui microbi del suolo – da soli e nella loro interazione con le piante. A curare questo aspetto saranno i microbiologi dell’Università di Innsbruck. “L’ipotesi qui è che ci siano microorganismi più adattabili di altri alla vita in alta quota. E che questi possano aiutare le piante ad adattarsi alle nuove condizioni ambientali,” spiega Paul Illmer, a capo del gruppo di ricerca di microbiologia del suolo e cambiamento climatico dell’Università di Innsbruck. Nei diversi scenari di quota simulati, alcune piante saranno coltivate in un suolo sterilizzato, ovvero senza la componente microbica. Altre sul suolo proveniente dalla Val di Mazia, quindi contenente i microorganismi tipici del loro habitat naturale. Inoltre saranno testate diverse culture microbiche contenenti funghi e batteri. “Lo scopo è di capire quali microorganismi siano più adattabili all’altitudine e quali siano più efficaci nel mitigare gli effetti della quota nelle piante”.