All'interno degli armadi e dei cassetti degli erbari del mondo ci sono quasi 400 milioni di esemplari di piante essiccate. Queste raccolte sono servite a lungo come una registrazione vitale di quali specie vegetali esistono sulla Terra e dove crescono. Ma nascoste tra le foglie, gli steli, i fiori e le radici essiccati ci sono molte più informazioni su come le piante hanno interagito con il loro ambiente mentre erano in vita. Conoscere questi "tratti funzionali" - aspetti come la struttura delle foglie, la composizione chimica e il contenuto d'acqua - potrebbe aiutare i ricercatori a capire come le comunità vegetali cambiano nel tempo e, in definitiva, come possiamo aiutare gli ecosistemi a prosperare in futuro.

Finora l'unico modo per conoscere questi tratti dalle collezioni di erbari è stato quello di distruggere frammenti dei preziosi esemplari. Ma recentemente i ricercatori dell'Università del Minnesota e dell'Université de Montréal in Quebec, hanno sviluppato un modo rapido e non distruttivo per stimare i tratti funzionali dei campioni di erbario.

I ricercatori hanno utilizzato una tecnica chiamata spettroscopia di riflettanza, che misura quanta luce un materiale riflette a diverse lunghezze d'onda per ottenere "impronte digitali" o spettri spettroscopici delle foglie. Su più di 600 campioni vegetali provenienti da biomi delle foreste temperate e boreali del Nord America del Nord, hanno misurato gli spettri di foglie fresche e vive; foglie che erano state pressate come esemplari di erbario; e foglie tritate. Hanno anche misurato le caratteristiche chimiche e strutturali delle foglie usando mezzi convenzionali. Hanno quindi utilizzato i dati per sviluppare modelli che utilizzano gli spettri per stimare i tratti funzionali e hanno valutato quanto bene i modelli si sono comportati su nuovi campioni di piante dagli stessi biomi presso la Cedar Creek Ecosystem Science Reserve. Infine, hanno testato quanto bene gli spettri potessero essere usati per distinguere le specie.

Le loro scoperte:

• Gli spettri delle foglie fresche hanno fornito le migliori previsioni per i tratti relativi alla struttura delle foglie e al contenuto d'acqua, mentre gli spettri delle foglie macinate hanno funzionato meglio per i tratti relativi alla chimica delle foglie.
• Gli spettri delle foglie pressate hanno prodotto previsioni molto buone, di solito tra gli spettri delle foglie fresche e delle foglie macinate. Ad esempio, hanno previsto oltre il 75% della variazione del contenuto di azoto fogliare e oltre il 90% della variazione della massa fogliare per area.
• Sia gli spettri delle foglie pressate che quelli delle foglie macinate hanno prodotto previsioni quasi perfette sull'identità delle specie.

La ricerca, pubblicata questo mese su Metodi in Ecologia ed Evoluzione, offre agli ecologisti un nuovo potente strumento per utilizzare le raccolte biologiche per capire come cambiano le comunità vegetali nel tempo, fornendo informazioni su come potremmo mantenere sani gli ecosistemi in futuro.

"Questo studio apre le porte all'utilizzo dei campioni di erbario del mondo per studiare l'evoluzione dei tratti funzionali attraverso l'albero della vita delle piante", ha affermato Jeannine Cavender-Bares, coautrice e professoressa dell'Università del Minnesota. "È un progresso molto eccitante per l'integrazione di ecologia e filogenetica".

"Lungi dall'essere solo piante morte nei cassetti ammuffiti, gli erbari sono alcuni degli strumenti più importanti che abbiamo per comprendere la straordinaria diversità della vita vegetale", ha aggiunto il coautore ed ex studente laureato dell'Università del Minnesota Shan Kothari, ora ricercatore post-dottorato presso Università di Montreal. "Ci auguriamo che questo metodo possa prendere il suo posto tra i tanti modi intelligenti e innovativi in ​​cui gli ecologisti hanno riproposto le raccolte di erbari a nuovi fini". + Esplora ulteriormente

In che modo i tratti funzionali si diversificano e si correlano filogeneticamente per le specie di sottobosco che si verificano nelle foreste boreali?