a) Il numero di specie legnose insulari in tutte le isole. b,c) Percentuale di specie legnose insulari della flora totale delle Isole Canarie e delle Hawaii. Le immagini dell'insenatura mostrano tre esempi iconici di legnosità insulare:Echium virescens alle Canarie, Argyroxiphium sandwicense e Dubautia waialealae alle Hawaii. Credito:F. Lens e Seana Walsh e Ken Wood/National Tropical Botanical Garden, Hawaii.
Perché alcune piante diventano grandi arbusti legnosi o alberi colossali, mentre altre rimangono piccole e non producono mai legno nei loro steli? È un enigma evolutivo che ha sconcertato Charles Darwin più di 160 anni fa. Ora, scienziati olandesi e tedeschi presentano la prima panoramica globale dell'evoluzione del legno sulle isole, che aiuterà finalmente a risolvere il puzzle.
"I primi alberi legnosi si sono evoluti sulla Terra circa 400 milioni di anni fa, ma sappiamo ancora così poco sul motivo per cui hanno sviluppato il legno in primo luogo", dice Frederic Lens, ricercatore presso il Naturalis Biodiversity Center e l'Università di Leiden. Tutti questi primi alberi legnosi sono ora estinti e hanno avuto origine in condizioni climatiche sconosciute, quindi è impossibile comprendere l'evoluzione della legnosità in base ai loro fossili, ma le isole potrebbero offrire la soluzione.
L'evoluzione della legnosità è ancora in atto oggi, in particolare nelle aree conosciute come laboratori naturali dell'evoluzione:le isole. Uno degli aspetti sorprendenti delle flore insulari è che sono proporzionalmente più legnose di quelle dei continenti adiacenti. Charles Darwin ha descritto questo fenomeno come legnosità insulare. Si verifica quando un colonizzatore continentale non legnoso raggiunge un'isola e successivamente si evolve in un arbusto legnoso o addirittura in un albero sulla stessa isola dopo decine o centinaia di migliaia di anni.
La legnosità insulare è nota solo da alcuni lignaggi iconici, come le spade d'argento hawaiane. Per capire meglio perché le piante sono diventate legnose durante la storia evolutiva, il team di ricerca olandese-tedesco ha compilato un nuovo database comprendente oltre mille specie legnose insulari e la loro distribuzione, che ha permesso loro per la prima volta di testare rigorosamente una serie di ipotesi esistenti, con promettenti risultati.
"Abbiamo identificato un legame tra l'aumento della siccità e l'aumento della formazione di legno negli steli delle piante sulle isole. Sono convinto che il legame tra siccità e legnosità sarà ancora molto più forte nei continenti", afferma Lens. Questo è qualcosa che il team vuole testare presto quando analizzerà il loro database completo, comprese circa 6000 specie legnose aggiuntive che hanno sviluppato la loro legnosità nei continenti.
Numero minimo di cambiamenti evolutivi verso la legnosità insulare e numero di specie legnose insulari negli arcipelaghi di tutto il mondo. Per chiarezza vengono mostrati solo gli arcipelaghi con almeno un cambiamento evolutivo. Il * riassume più isole dell'Oceano Indiano meridionale. Crediti:Kerguelen, Crozet, Isole del Principe Edoardo e Heard &MacDonald
punti caldi
I ricercatori hanno identificato non solo tutte le specie legnose insulari del mondo, ma hanno anche mappato globalmente la loro distribuzione e il numero di transizioni e hanno testato quale delle ipotesi evolutive è più probabile. "In primo luogo, è stato davvero pazzesco compilare un set di dati del genere", afferma Frederic Lens. "Mi ci sono voluti più di 10 anni per finalizzare il database, ma fortunatamente alla fine tutto ha dato i suoi frutti."
Il nuovo database sulla legnosità ha trovato più del triplo delle specie legnose insulari conosciute finora. Queste oltre 1000 specie sono il risultato di almeno 175 transizioni indipendenti. "Questo sottolinea chiaramente che le isole sono notevoli punti caldi di biodiversità nel mondo, con una flora unica che ha urgente bisogno di protezione", afferma il primo autore Alexander Zizka, dell'Università di Marburg in Germania.
L'ampia ricerca offre anche uno sguardo interessante sul futuro. "Con in mente la secca estate europea del 2022, il fatto che la siccità si presenti come uno dei fattori più probabili della formazione del legno, offre promettenti vie di ricerca in agricoltura per aiutare a salvaguardare la nostra produzione alimentare", afferma Frederic Lens.
"Supponiamo di poter trasformare ogni coltura non legnosa in una coltura legnosa, non solo avremo raccolti più grandi con una resa per pianta maggiore, ma soprattutto, saremo anche in grado di aumentare la tolleranza alla siccità di queste colture più legnose . In un mondo che affronta il cambiamento climatico e una popolazione umana globale in crescita, questo è semplicemente essenziale."
La ricerca è stata pubblicata in Proceedings of the National Academy of Sciences . + Esplora ulteriormente
