Fenologia di primavera e cambiamenti climatici globali

Con l'arrivo della primavera notiamo il cambiamento delle stagioni dal tempo, ma anche da una miriade di eventi naturali. A seconda di dove vivi, i croco possono colpire attraverso la neve, il killer può essere di ritorno o i ciliegi possono fiorire. C'è una sequenza ordinata di eventi che sembrano accadere, con vari fiori primaverili che appaiono in ordine, germogli di acero rosso che esplodono in nuove foglie, o il vecchio lillà vicino al fienile che profuma l'aria. Questo ciclo stagionale di fenomeni naturali si chiama fenologia. Il cambiamento climatico globale sembra interferire con la fenologia di molte specie, al centro delle interazioni tra le specie.

Che cos'è la fenologia?

Nelle regioni temperate come la metà settentrionale degli Stati Uniti, vi è relativamente poca attività biologica in inverno. La maggior parte delle piante sono dormienti, così come gli insetti si nutrono di esse. A loro volta, gli animali che fanno affidamento su questi insetti come pipistrelli e uccelli vanno in letargo o trascorrono i mesi freddi in luoghi più meridionali. Gli ecototermi come rettili e anfibi, che prendono il calore corporeo dal loro ambiente, hanno anche fasi attive legate alle stagioni. Questo lungo periodo invernale limita tutte le attività di coltivazione, allevamento e dispersione che le piante e gli animali svolgono a una breve finestra favorevole. Questo è ciò che rende la primavera così vibrante, con piante in fiore e in crescita, insetti che emergono e si riproducono e uccelli che volano indietro per approfittare di questa generosità di breve durata. Gli insiemi di ciascuna di queste attività si sommano a così tanti marcatori fenologici.

Cosa innesca eventi fenologici?

Organismi diversi rispondono a diversi spunti per avviare attività stagionali. Molte piante ricominceranno a crescere foglie dopo un determinato periodo di dormienza, che determina in modo molto approssimativo la finestra a ribalta. Un'indicazione che determina con maggiore precisione quando i germogli si rompono può essere la temperatura del suolo, la temperatura dell'aria o la disponibilità di acqua. Allo stesso modo, gli indicatori di temperatura possono favorire l'inizio dell'attività dell'insetto. La stessa durata del giorno può essere il fattore operativo per alcuni eventi stagionali. È solo quando ci sono un numero sufficiente di ore di luce del giorno che gli ormoni riproduttivi saranno prodotti in molte specie di uccelli.

Perché gli scienziati sono preoccupati per la fenologia?

Il periodo più impegnativo in termini di energia nella vita della maggior parte degli animali è quando si riproducono. Per questo motivo, è a loro vantaggio coincidere con l'allevamento (e per molti, l'allevamento dei giovani) durante un periodo in cui il cibo è più abbondante. I bruchi dovrebbero schiudersi proprio quando emergono le giovani tenere foglie della quercia, prima che si induriscano e diventino meno nutrienti. Gli uccelli canori da riproduzione devono cronometrare la schiusa dei loro piccoli proprio durante quel picco dell'attività del bruco, in modo da poter sfruttare questa ricca fonte di proteine ​​per nutrire la loro prole. Molte specie si sono evolute per sfruttare i picchi nella disponibilità delle risorse, quindi tutti questi eventi fenologici apparentemente indipendenti fanno effettivamente parte di una complessa rete di interazioni precise. Le interruzioni negli eventi stagionali possono avere effetti profondi sugli ecosistemi.

In che modo il cambiamento climatico influisce sulla fenologia?

Il gruppo intergovernativo sui cambiamenti climatici, in un rapporto del 2007, ha stimato che la primavera è arrivata prima da 2,3 a 5,2 giorni per decennio nei precedenti 30 anni. Tra le centinaia di cambiamenti osservati, l'abbandono degli alberi di ginkgo in Giappone, la fioritura dei lillà e l'arrivo dei warblers si sono tutti spostati all'inizio dell'anno. Il problema è che non tutti questi spostamenti avvengono allo stesso ritmo, se non del tutto. Per esempio:

• Le falene invernali sono state programmate per schiudersi proprio quando le giovani foglie di quercia esplodevano dai loro germogli. Con i cambiamenti climatici, entrambi si sono verificati all'inizio dell'anno, ma significativamente di più per la covata invernale. I giovani bruchi emergenti muoiono di fame e muoiono.
• Alcuni uccelli canori migratori nordamericani hanno avanzato i loro dati di arrivo. Tuttavia, almeno una delle principali specie arboree su cui si nutrono ha spostato le sue foglie anche prima. Agli uccelli potrebbe quindi mancare il picco di disponibilità degli insetti che si trovano su questi alberi e fornire l'energia e le proteine ​​necessarie agli uccelli all'inizio della loro stagione di nidificazione.

Questi tipi di disallineamento di eventi importanti in natura sono chiamati disallineamenti fenologici. Attualmente sono in corso molte ricerche per riconoscere dove potrebbero verificarsi questi disallineamenti.