Azoto, un nutriente essenziale per le piante, è più facilmente assorbito dalle piante nelle sue forme di ammonio e nitrato. A causa dei bassissimi livelli di nitrati presenti nel suolo della tundra artica, gli scienziati avevano ipotizzato che le piante in questo bioma non utilizzassero nitrati. Ma un nuovo studio co-autore di quattro scienziati del Marine Biological Laboratory (MBL) Ecosystems Center sfida questa nozione. Lo studio ha importanti implicazioni per prevedere quali specie di piante artiche domineranno con il riscaldamento del clima, così come la quantità di carbonio che gli ecosistemi della tundra possono immagazzinare.

Lo studio, pubblicato in Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze , hanno scoperto che le piante nella tundra tussock dell'Alaska settentrionale assorbono nitrati a velocità paragonabili alla vegetazione negli ecosistemi ricchi di nitrati. Il nitrato ha fornito circa un terzo dell'azoto utilizzato dalle piante della tundra. Alcune delle specie studiate, come Polygonum bistorta , una pianta fiorita rosa, hanno assorbito nitrati a tassi ancora più elevati rispetto alle specie trovate a bassa latitudine, ambienti ad alto contenuto di nitrati.

I risultati sono importanti nel contesto del cambiamento climatico causato dall'uomo, che dovrebbe aumentare l'azoto, e potenzialmente nitrati, livelli nel suolo della tundra. Mentre il clima si riscalda, i processi microbici che generano nitrati potrebbero accelerare. Inoltre, il permafrost, uno strato di terreno sotto la superficie che rimane ghiacciato per tutto l'anno, potrebbe scongelarsi, aggiungendo ulteriore azoto all'ecosistema. Parte di questo azoto potrebbe essere convertito in nitrato.

La tundra tussock copre gran parte dell'Alaska settentrionale ed è attualmente composta da carici, tappezzante erbaceo, e arbusti legnosi (circa un terzo di copertura per ciascuno). La produttività del paesaggio è limitata dalla disponibilità di azoto. Se svincolato da questa limitazione, specie arbustive legnose, come betulla e salice, potrebbe diventare più dominante e oscurare altre piante man mano che il clima si riscalda. La scoperta che il nitrato è un'importante fonte di azoto per le piante della tundra dovrà essere presa in considerazione nelle proiezioni future della composizione delle specie.

"Poiché i nutrienti iniziano a circolare più velocemente e la vegetazione inizia a crescere più velocemente, che dovrebbe stimolare tutta la vegetazione della tundra. Dopo un po, le specie legnose dovrebbero essere in grado di superare quelle prive di fusto, che non può stare così in alto. Quindi tendi a perdere i carici, i muschi e i licheni, " ha spiegato il coautore dello studio Ed Rastetter, uno scienziato senior presso il MBL Ecosystems Center e ricercatore principale per il sito di ricerca ecologica a lungo termine dell'Artico della National Science Foundation a Toolik Lake, Alaska, dove è stata condotta parte della ricerca.

Poiché i cicli dell'azoto e del carbonio sono strettamente accoppiati, la scoperta del team potrebbe anche alterare le proiezioni di stoccaggio o rilascio di carbonio dagli ecosistemi artici mentre il clima si riscalda. Il permafrost mondiale è pieno di resti di piante e animali accumulati nel corso di migliaia di anni, e contiene il doppio di carbonio di quello che c'è attualmente nell'atmosfera.

Rastetter sottolinea che sono necessarie ulteriori ricerche per confermare i risultati dello studio e per comprendere meglio l'importanza del nitrato rispetto ad altre forme di azoto negli ecosistemi della tundra artica.