L'ecografia rivela i segreti di sopravvivenza alla siccità degli alberi.

I tessuti degli alberi vivi potrebbero contenere i segreti del perché alcuni possono riprendersi dopo la siccità mentre altri muoiono. Ma questi tessuti sono difficili da valutare nelle foreste mature. Dopotutto, gli alberi di 90 anni non possono viaggiare in laboratorio per una scansione di imaging. Quindi la maggior parte degli studi sugli impatti della siccità sulle piante vengono fatti in laboratorio e su alberi più giovani - o prelevando carote dagli alberi maturi.

Barbara Beikircher, ecofisiologa dell'Università di Innsbruck in Austria, e i suoi colleghi hanno ideato un approccio diverso: hanno portato il laboratorio agli alberi.

Nella foresta di Kranzberg, vicino a Monaco, il team ha attrezzato gruppi di abeti e faggi adulti con robusti e impermeabili sensori ad ultrasuoni. Alcuni gruppi erano stati coperti da tetti per bloccare la pioggia estiva, creando condizioni di siccità artificiale.

Cinque anni di monitoraggio hanno rivelato che i faggi (Fagus sylvatica) sono più resistenti alla siccità degli abeti (Picea abies), secondo quanto riportato dal team nel numero di dicembre di Plant Biology. L'approfondimento dei meccanismi sottostanti ha spiegato questa differenza.

Gli alberi stressati dalla siccità hanno prodotto segnali ad ultrasuoni più intensi degli alberi esposti alla pioggia estiva. Queste fie acustiche deboli rimbalzavano su bolle d'aria chiamate embolie che si trovavano nel profondo del tessuto vascolare degli alberi. La tensione superficiale fa muovere l'acqua attraverso migliaia di piccoli vasi all'interno dell'albero - l'evaporazione dai pori delle foglie spinge l'acqua verso l'alto del tronco (SN: 9/6/22). Ma se non c'è abbastanza acqua nel terreno, questo movimento verso l'alto può generare embolie che ostruiscono i vasi. Negli esperimenti, gli abeti emettevano molti più segnali di quelli di faggio, suggerendo che avevano molte più embolie.

Ciò nonostante, sembra che i faggi siano meno conservativi nella gestione dell'acqua, almeno sopra il terreno. Gli alberi possono prevenire le embolie chiudendo i pori delle foglie, ma c'è un compromesso. Chiudendoli si interrompe l'approvvigionamento di anidride carbonica che alimenta la fotosintesi, che produce i carboidrati e gli zuccheri necessari per la vita e la crescita degli alberi. In condizioni di siccità, gli alberi si trovano di fronte a una scelta impossibile "tra morire di fame e di sete", dice Beikircher.

I faggi hanno subito meno embolie degli abeti, nonostante abbiano mantenuto i pori aperti più a lungo rispetto alle conifere. Forse perché i faggi hanno radici che si estendono in un terreno più profondo e umido e riserve d'acqua più robuste, dice Beikircher. Un altro insieme di esperimenti, dopo che i ricercatori hanno alleviato la siccità, sembra dimostrare che sia così.

Alla fine dell'esperimento, il team ha inondato il suolo. Tutti gli alberi si sono ripresi bene per la maggior parte delle misure: i tassi di fotosintesi degli alberi precedentemente aridi hanno raggiunto quelli dei gruppi di controllo e le embolie sono state riempite d'acqua.

Ma quando Beikircher ha misurato la resistenza degli alberi ad una corrente elettrica, un'indicazione dei livelli di umidità nel profondo dei tronchi, le riserve d'acqua degli abeti erano ancora esaurite. Una stagione di pioggia non è stata sufficiente per far recuperare completamente questi alberi. Non è chiaro se gli abeti possano rinfrescare le loro riserve dopo una lunga siccità o quanto tempo potrebbe essere necessario.

Le specie che possono resistere alle condizioni di siccità e riprendersi più rapidamente potrebbero diventare più popolari nelle foreste future man mano che il cambiamento climatico fa aumentare la frequenza e l'intensità delle siccità (SN: 3/10/22). Ciò significa che la composizione degli alberi che costituiscono le foreste temperate del mondo potrebbe cambiare man mano che il clima si riscalda, con conseguenze incerte per le altre piante e gli animali in questi ecosistemi.

Beikircher ha in programma di testare se una foresta più diversa potrebbe aiutare le specie sensibili alla siccità come gli abeti a sopravvivere. Faggi dalle radici profonde interspersi con abeti potrebbero aiutare ad aumentare l'umidità nei primi livelli del suolo, facendo risalire l'acqua dove sono le radici degli abeti, dice.