È una lunga strada tra la Pennsylvania centrale e la Groenlandia, almeno 2, 000 miglia, ma Laura Radville è venuta a Penn State per poter studiare il cambiamento climatico nella "capitale mondiale degli iceberg".

Però, la ricerca condotta in Groenlandia dal nativo di Boston non si occupava affatto del ghiaccio, ma piuttosto piante, arbusti artici per essere precisi. Il suo lavoro si è concentrato su come l'aumento delle temperature dell'aria influenzi la crescita di foglie e steli molto più della crescita delle radici, forse "sganciando" lo sviluppo delle piante fuori terra e sottoterra, o fenologia.

"Il College of Agricultural Sciences della Penn State ha inviato per anni docenti e studenti in Groenlandia per condurre ricerche, e volevo andare a studiare il cambiamento climatico perché è un problema enorme, " ha detto Radville, un dottorando in ecologia. "Questo è stato un progetto particolarmente interessante perché ho avuto modo di andare nella tundra".

I cambiamenti nei modelli di crescita delle piante sono stati ampiamente segnalati in risposta al riscaldamento globale, ed è ben documentato che il riscaldamento generalmente fa progredire la crescita delle piante fuori terra, ha osservato Radville, che è consigliato da David Eissenstat, professore di fisiologia delle piante legnose. Ma l'influenza del riscaldamento sulla fenologia radicale non è chiara.

La maggior parte dei modelli della biosfera terrestre presuppone che la crescita delle radici e dei germogli avvenga contemporaneamente e sia influenzata dal riscaldamento allo stesso modo, ma studi recenti suggeriscono che non è così. Testare questa ipotesi è particolarmente importante nell'Artico, Radville ha sottolineato, dove oltre il 70% della biomassa vegetale può essere sotterranea e il riscaldamento sta avvenendo più velocemente che in altri ecosistemi.

In un articolo pubblicato su Climate Change Responses all'inizio di quest'anno, Radville ha riferito che il picco di crescita delle radici si è verificato due settimane e mezzo prima della crescita delle foglie nella tundra in Groenlandia, suggerendo che la fenologia delle radici primaverili non è controllata dal carbonio prodotto durante la fotosintesi primaverile. Questo può disaccoppiare la fenologia delle radici primaverili dalla fenologia dei germogli primaverili.

Coerentemente con tale disaccoppiamento, la crescita delle foglie primaverili è stata anticipata dal riscaldamento e ritardata dagli erbivori dalla migrazione dei caribù, ma nessuno dei due influenza in modo significativo la fenologia radicale. La crescita delle radici non è stata guidata dalla temperatura del suolo e si è verificata a temperature prossime allo zero al di sopra del permafrost. Inoltre, la produzione di radici estive sembrava essere collegata all'umidità del suolo.

Più recentemente Radville, che ha conseguito una laurea in biologia presso il College of the Holy Cross in Massachusetts e un master in biologia presso l'Università del Rhode Island, trovato una simile disconnessione tra la crescita delle radici e la crescita di foglie e steli nelle piante di vite in due regioni ampiamente separate. In un documento di ricerca pubblicato questo mese su Giornale americano di botanica , ha riferito che un'analisi di più anni ha mostrato che la fenologia dell'uva in superficie risponde in modo diverso rispetto alla fenologia sotterranea ai cambiamenti della temperatura dell'aria.

"Il riscaldamento globale potrebbe ulteriormente disaccoppiare i tempi della crescita fuori terra e sotterranea, ed è importante capirlo perché, Per esempio, i viticoltori devono sapere quando versare acqua e sostanze nutritive man mano che le radici crescono, " ha detto. "Ma non puoi davvero valutare la crescita delle radici in base a quando le foglie crescono. E il cambiamento climatico sta rendendo più difficile indovinare quando le radici stanno crescendo".

Nei vigneti, I ricercatori della Penn State hanno seppellito tubi di plastica trasparente chiamati minirizotroni attorno a piante selezionate per esaminare i tempi della produzione delle radici dell'uva. La ricerca si è protratta per cinque anni a Fredonia, New York, e per un periodo di tre anni a Oakville, California. Piccole telecamere sono state guidate lungo i tubi, metropolitana, per documentare la crescita delle radici adiacenti.

È improbabile che l'effetto del cambiamento climatico sugli arbusti della tundra attiri l'attenzione degli appassionati di vino preoccupati per la futura crescita delle loro uve preferite, ma è importante lo stesso, secondo Radville. La comunità di piante Graminoidi che ha studiato in Groenlandia è importante per le renne e i buoi muschiati che la pascolano ampiamente come le uve Concord e Merlot lo sono per gli intenditori di vino.

"Gli arbusti della tundra sono stati pascolati da grandi erbivori per migliaia di anni; tuttavia, La ricerca della Penn State ha dimostrato che a causa del cambiamento climatico, le foglie crescono all'inizio dell'anno, " disse. "Ma i caribù migrano allo stesso tempo ogni primavera, e preferiscono e hanno bisogno dei veri giovani, foglie tenere. Ricerche precedenti hanno scoperto che se le foglie escono troppo presto, poi quando arriva il caribù le foglie tenere non sono disponibili. Di conseguenza, gli animali hanno meno piccoli, e questo ha un impatto sulla popolazione dei caribù".

Stiamo solo iniziando a conoscere gli effetti, sottili e non così sottili, del riscaldamento in ecosistemi come la tundra e le regioni di coltivazione della vite, ha aggiunto Radville. "Le implicazioni del disaccoppiamento della crescita delle piante fuori terra e sotterranee potrebbero essere sostanziali per l'accuratezza dei modelli di assorbimento del carbonio del cambiamento climatico. In questo momento non tengono conto del fatto che radici e foglie non stanno facendo la stessa cosa".