siccità estreme, intensificato da un clima caldo, stanno causando sempre più il collasso dell'ecosistema in molte regioni del mondo. Ma i modelli utilizzati dagli scienziati per prevedere i punti critici in cui lo stress da siccità porta al collasso dell'ecosistema si sono dimostrati inaffidabili e troppo ottimisti.

Un nuovo studio condotto da scienziati della Duke University e della Beijing Normal University potrebbe contenere la risposta.

I ricercatori hanno scoperto che questi punti di svolta possono verificarsi molto prima di quanto previsto dai modelli attuali a causa delle pressioni aggiuntive esercitate sulle piante indebolite dalla siccità dal pascolo di animali e agenti patogeni fungini.

"Il nostro lavoro fornisce la prima prova sperimentale nel mondo reale che questi nemici naturali delle piante possono svolgere un ruolo drammatico nell'abbassare il punto critico degli ecosistemi uccidendo la vegetazione indebolita dalla siccità e impedendo alle piante di riprendersi, " ha detto Brian R. Silliman, Rachel Carson Professore Associato di Biologia della Conservazione Marina presso la Nicholas School of the Environment di Duke.

Gli ecologi sanno da tempo che la siccità può stimolare questo tipo di attacco alle piante, Egli ha detto, ma per lo più lo hanno scartato come uno stress secondario e non una causa principale del collasso dell'ecosistema.

"Quello che abbiamo trovato è il contrario, " Ha detto Silliman. "I pascolatori hanno un forte effetto di composizione. Ciò significa che questi ecosistemi sono molto più vulnerabili alla siccità di quanto previsto dai modelli attuali. Con i pascolatori presenti, possono gestire molto meno stress da siccità".

Il team ha pubblicato i suoi risultati il ​​6 gennaio sulla rivista peer-reviewed Lettere di ecologia .

Gli scienziati hanno condotto il loro lavoro sul campo tra il 2009 e il 2015 nelle paludi salmastre nei delta dei fiumi Giallo e Liao in Cina. le paludi, che sono famosi per il loro colore rosso violaceo tutto l'anno, sono tra le ultime zone umide costiere autoctone protette in Cina.

Le paludi hanno sperimentato la morte della vegetazione diffusa a seguito di un'estrema siccità nel 2011. I ricercatori hanno eseguito una serie di esperimenti prima, durante e dopo la siccità per testare come le pressioni del pascolo intenso dei granchi, il principale nemico naturale delle piante nelle paludi protette, abbiano influenzato la resilienza e il recupero dalla siccità.

"Nei terreni di prova in cui sono stati esclusi i granchi, abbiamo scoperto che la perdita di vegetazione era significativamente inferiore e molte piante potevano sopravvivere alla siccità, " disse Qiang He, un ricercatore post-dottorato nel laboratorio di Silliman. "Sono morti temporaneamente, ma si sono ripresi rapidamente dopo la fine della siccità".

"Ma nelle trame di controllo, il pascolo dei granchi ha decimato le piante stressate dalla siccità, con conseguente perdita di vegetazione quasi completa, " disse, che ha studiato le paludi cinesi per più di 10 anni da quando era studente alla Beijing Normal University.

Nelle aree aperte ai granchi, il recupero della vegetazione è rimasto indietro per almeno quattro anni dopo la fine della siccità del 2011, Qiang He ha aggiunto.

Silliman ha affermato che i risultati sono probabilmente rilevanti per molti altri ecosistemi. "Le piante nelle foreste e nelle praterie possono anche essere decimate dai nemici naturali, come insetti e funghi patogeni, durante i periodi di siccità".

Sulla base della revisione preliminare del team delle morie di piante associate alla siccità in altri ecosistemi in tutto il mondo, più della metà di tutti questi eventi segnalati potrebbe essere stato esacerbato da qualche tipo di nemico naturale. L'importanza relativa dei nemici naturali contro la siccità in questi casi, però, non è ancora chiaro e richiederà ulteriori studi.

Gravi siccità sono in aumento in molte regioni del mondo e stanno colpendo sempre più un'ampia gamma di ecosistemi, comprese paludi, mangrovie, foreste temperate e tropicali, praterie e barriere coralline, che forniscono servizi essenziali all'uomo e all'ambiente allo stesso modo, ha detto Silliman.

"Essere in grado di prevedere come e quando questi eventi estremi influenzeranno gli ecosistemi, e identificare le pratiche di gestione che possono aiutare a ridurre gli impatti, è diventata una priorità assoluta, " Disse Silliman.

"Il problema è che la maggior parte dei modelli di tolleranza delle piante che utilizziamo attualmente per prevedere questi risultati si basano su studi di laboratorio o studi fisiologici delle piante, quindi spesso non tengono conto degli effetti combinati di fattori di stress simultanei come la siccità e la pressione dei nemici naturali. Il risultato è stato che gli ecosistemi stanno morendo molto prima che i nostri modelli prevedano che lo faranno.

"Auspicabilmente, " Egli ha detto, "i risultati di questo studio ci aiuteranno a sviluppare modelli e pratiche di gestione migliori".