Con il cambiamento climatico, Le comunità floreali del Monte Rainier potrebbero "ricomporsi" con nuove relazioni tra specie, interazioni

Centrale nel campo dell'ecologia è il mantra che le specie non esistono in isolamento:si riuniscono in comunità e all'interno di queste comunità, specie interagiscono. I predatori cacciano le prede. I parassiti sfruttano gli host. Gli impollinatori trovano i fiori.

Eppure queste interazioni sono costruite su qualcosa di più della semplice serendipità, perché le specie si adattano nel corso delle generazioni ai segnali ambientali. Ma quando le condizioni cambiano a causa del cambiamento climatico, le specie potrebbero cambiare notevolmente in risposta, creando comunità "riassemblate" che potrebbero mostrare interazioni interrotte tra le specie.

Recentemente, un trio di ecologisti dell'Università di Washington ha assistito a tale rimontaggio. È stato un caso:stavano raccogliendo dati sui fiori selvatici subalpini che sbocciano ogni estate sulle pendici del Monte Rainier, un vulcano che si estende 14, 411 piedi di altezza (4, 932 metri) nella Cascade Range dello stato di Washington. Come riportano in un articolo pubblicato online l'11 ottobre sulla rivista Ecologia , un caldo fuori stagione, l'estate secca del 2015 ha causato il riassemblaggio tra queste comunità di fiori selvatici subalpini.

Le condizioni nel 2015 hanno dato al team, composto dal dottorando Elli Theobald, il dottorando Ian Breckheimer e il professore di biologia Janneke Hille Ris Lambers:un'anteprima di come potrebbero apparire le comunità subalpine entro la fine di questo secolo. Per allora, Si prevede che un significativo cambiamento climatico alteri in modo permanente i segnali ambientali su cui si basano i fiori selvatici e renda il riassemblaggio della comunità un fenomeno più comune, con conseguenze sconosciute per le interazioni tra le specie in quelle comunità.

"Il 2015 è stato un anno così anomalo che ci ha dato un'idea di come potrebbe essere questo ambiente sul Monte Rainier verso la fine di questo secolo, " disse Teobaldo, che è co-autore del documento con Breckheimer. "Le condizioni erano così calde che hanno influenzato il tempo di fioritura e la durata della fioritura delle specie, formando comunità nel 2015 che semplicemente non esistevano negli altri anni del nostro studio".

Il loro studio è uno dei pochi a dimostrare l'evidenza del riassemblaggio a livello di comunità tra più specie.

"Queste comunità riassemblate potrebbero potenzialmente cambiare le interazioni tra fiori selvatici e altre specie in questo ambiente subalpino, " disse Teobaldo.

Per sei estati dal 2010 al 2015, Theobald ha monitorato le condizioni ambientali e il comportamento delle piante per 48 specie in 70 appezzamenti di campo, ciascuno un metro quadrato, lungo il versante meridionale del Monte Rainier. I grafici variavano da 1, 490 a 1, 901 metri di dislivello. All'interno di ogni trama, Theobald usava sensori per registrare la temperatura, scioglimento della neve e contenuto di umidità del suolo.

"A queste alture sul monte Rainier, la neve è il principale motore del comportamento delle piante, perché il ciclo annuale di fioritura e riproduzione non può iniziare finché la neve non si scioglie, " disse Hille Ris Lambers. "Se c'è neve sul terreno, le piante non possono fotosintetizzare, e se non possono fotosintetizzare, non possono crescere".

Quando i sensori hanno segnalato che la neve si era sciolta in ogni appezzamento, Theobald ha raccolto dati su quando sarebbero emerse le piante, fiorire e iniziare a produrre frutti. Questi includevano specie familiari agli escursionisti come il giglio delle valanghe, pennello magenta, mirtillo di montagna, mirtillo selvatico e lupino selvatico.

La maggior parte di queste piante sono perenni, che si ritirano sottoterra ogni inverno. Ma quando la neve si scioglie, in genere hanno una finestra da due a quattro mesi, a seconda dell'elevazione e della posizione, per crescere, fiorire e produrre frutti e semi per la prossima generazione prima che ritorni la neve.

Nel 2015, le condizioni erano così calde che, in media, la neve ha iniziato a sciogliersi nelle aree di studio con 58 giorni di anticipo rispetto al 2010-2014. Il team ha registrato importanti cambiamenti nei tempi di fioritura delle specie di fiori selvatici. Tutte le specie, il 100%, hanno fiorito prima nel 2015 e il 54% delle specie ha anche allungato la durata della fioritura quell'anno, alcuni di ben 15 giorni. Le restanti specie hanno mostrato una durata del fiore più breve, in un caso di quasi 19 giorni, probabilmente a causa dell'essiccazione accelerata del suolo, attività dell'impollinatore alterata o altri fattori.

Poiché le specie si sono spostate in modi diversi, condizioni nel 2015 hanno prodotto nuovi modelli di comunità di fiori selvatici riassemblati, con conseguenze ecologiche sconosciute.

"Si tratta di specie che da sempre convivono in questi siti subalpini, " disse Theobald. "Ma nel 2015, abbiamo visto specie fiorire nello stesso momento che normalmente fiorivano a settimane di distanza".

Il team ha visto i segni più drammatici di riassemblaggio tra le piante che normalmente fiorivano all'inizio dell'estate. Queste piante tendevano a crescere in siti con meno nevicate, come appezzamenti a quote più basse, o lungo crinali e pendii invece che insenature e valli, dove la neve tende ad accumularsi. Inoltre, le piante che tendevano ad allungare la durata della fioritura lo facevano se sperimentavano un numero maggiore di caldo, giorni fotosinteticamente "produttivi" nel 2015.

Il riassemblaggio sulla scala che i ricercatori hanno visto nel 2015 e che il Monte Rainier potrebbe vedere ogni anno entro la fine di questo secolo potrebbe cambiare le interazioni tra le specie. Per esempio, le piante potrebbero competere per l'accesso agli impollinatori, che a Mount Rainier includono bombi, mosche e colibrì.

"Semplicemente non abbiamo ancora abbastanza informazioni per sapere chi saranno i "vincitori" e i "perdenti" del riassemblaggio, o anche come sarebbe "vincere" o "perdere" in uno scenario del genere, " disse Teobaldo.

Per prevederlo, gli scienziati devono osservare e testare come il riassemblaggio ecologico influisca sulla riproduzione di tutte le specie in queste regioni, dai fiori agli impollinatori, anche agli orsi che si nutrono di bacche subalpine. Questi effetti avranno un impatto anche sulle persone che visitano questi siti e cercano di preservarli.

"Tutte queste interazioni tra le specie e il modo in cui tali interazioni si sposteranno a causa dei cambiamenti climatici influenzeranno il modo in cui gestiamo questi siti, " disse Hille Ris Lambers. "Dopo tutto, Il Monte Rainier è un parco nazionale che è qui per tutti noi, as well as the species that call it home."