Il cambiamento climatico sta rendendo le piante meno nutrienti, il che potrebbe già danneggiare gli animali che pascolano
Oltre un terzo di tutti gli animali sulla Terra, dai coleotteri alle mucche agli elefanti, dipendono da diete a base vegetale . Le piante sono una fonte alimentare ipocalorica, quindi può essere difficile per gli animali consumare abbastanza energia per soddisfare le loro esigenze. Ora il cambiamento climatico sta riducendo il valore nutrizionale di alcuni alimenti su cui fanno affidamento i mangiatori di piante.
Le attività umane stanno aumentando i livelli di anidride carbonica atmosferica e innalzando le temperature globali. Di conseguenza, molte piante stanno crescendo più velocemente negli ecosistemi di tutto il mondo.
Alcuni studi suggeriscono che questo “rinverdimento della Terra” potrebbe compensare in parte le crescenti emissioni di gas serra immagazzinando più carbonio nelle piante . Tuttavia, c’è un compromesso: queste piante veloci possono contenere meno nutrienti per boccone.
Sono un ecologo e lavoro con i colleghi per esaminare come la diluizione dei nutrienti potrebbe influenzare le specie in tutta la rete alimentare. Ci concentriamo sulle risposte nelle popolazioni che si nutrono di piante , dalle piccole cavallette ai panda giganti .
Riteniamo che i cambiamenti a lungo termine nel valore nutrizionale delle piante possano essere una causa sottovalutata della riduzione delle popolazioni animali . Questi cambiamenti nelle piante non sono evidenti visivamente, come l’innalzamento dei mari. Né sono improvvisi e imminenti, come gli uragani o le ondate di calore. Ma possono avere impatti importanti nel tempo.
Gli animali erbivori potrebbero aver bisogno di più tempo per trovare e consumare cibo se il loro pasto abituale diventa meno nutriente, esponendosi a maggiori rischi da parte di predatori e altri stress nel processo. I valori nutrizionali ridotti possono anche rendere gli animali meno in forma, riducendo la loro capacità di crescere, riprodursi e sopravvivere.
Aumento del carbonio, calo dei nutrienti
La ricerca ha già dimostrato che il cambiamento climatico sta causando la diluizione dei nutrienti nelle colture alimentari umane . Il calo dei micronutrienti , che svolgono un ruolo importante nella crescita e nella salute , è una preoccupazione particolare: registrazioni a lungo termine dei valori nutrizionali delle colture hanno rivelato cali di rame, magnesio, ferro e zinco.
In particolare, si prevede che le carenze umane di ferro, zinco e proteine aumenteranno nei prossimi decenni a causa dei crescenti livelli di anidride carbonica. Si prevede che questi cali avranno ampi impatti sulla salute umana e persino sulla sopravvivenza, con gli effetti più forti tra le popolazioni che dipendono fortemente da riso e grano, come nell’Asia orientale e centrale.
Anche il valore nutrizionale dei mangimi per il bestiame è in calo. I bovini trascorrono molto tempo a mangiare e spesso hanno difficoltà a trovare abbastanza proteine per soddisfare le loro esigenze . Le concentrazioni di proteine stanno diminuendo nelle erbe dei pascoli in tutto il mondo. Questa tendenza minaccia sia il bestiame che gli allevatori , riducendo l’aumento di peso degli animali e costando soldi ai produttori.
La diluizione dei nutrienti colpisce anche le specie selvatiche. Ecco alcuni esempi.
Dipendente dal bambù
I panda giganti sono una specie minacciata con un grande valore culturale. Poiché si riproducono a bassi tassi e necessitano di ampie distese di bambù collegate come habitat, sono classificati come specie vulnerabile la cui sopravvivenza è minacciata dalla conversione dei terreni per l’agricoltura e lo sviluppo. I panda potrebbero anche diventare un animale manifesto della minaccia della diluizione dei nutrienti.
Il panda gigante è considerato una ” specie ombrello “, il che significa che la conservazione dell’habitat del panda avvantaggia molti altri animali e piante che vivono anch’essi nei boschi di bambù. È noto che i panda giganti dipendono interamente dal bambù e trascorrono gran parte delle loro giornate a mangiarlo. Ora, le temperature in aumento stanno riducendo il valore nutrizionale del bambù e rendendo più difficile la sopravvivenza della pianta.
Prospettive contrastanti per gli insetti
Gli insetti sono membri essenziali della rete della vita che impollinano molte piante da fiore, servono come fonte di cibo per uccelli e animali e svolgono altri importanti servizi ecologici. In tutto il mondo, molte specie di insetti stanno diminuendo nelle aree sviluppate , dove il loro habitat è stato convertito in fattorie o città, così come nelle aree naturali .
Nelle zone meno interessate dall’attività umana, le prove suggeriscono che i cambiamenti nella chimica delle piante potrebbero svolgere un ruolo nella riduzione del numero di insetti .
Molti insetti sono mangiatori di piante che possono essere influenzati dal ridotto valore nutrizionale delle piante. Gli esperimenti hanno scoperto che quando i livelli di anidride carbonica aumentano, le popolazioni di insetti diminuiscono , almeno in parte a causa di scorte di cibo di qualità inferiore.
Tuttavia, non tutte le specie di insetti sono in declino e non tutti gli insetti che si nutrono di piante rispondono allo stesso modo alla diluizione dei nutrienti. Gli insetti che masticano le foglie, come le cavallette e i bruchi , subiscono gli effetti più negativi , tra cui una riproduzione ridotta e dimensioni corporee più piccole.
Al contrario, le locuste preferiscono le piante ricche di carbonio, quindi l’aumento dei livelli di anidride carbonica potrebbe causare un aumento delle infestazioni di locuste . Alcuni insetti, tra cui afidi e cicale, si nutrono di floema , il tessuto vivente all’interno delle piante che trasporta il cibo prodotto nelle foglie ad altre parti della pianta, e possono anche trarre beneficio dalle piante ricche di carbonio .
Impatti irregolari
Il declino della qualità degli alimenti vegetali ha maggiori probabilità di colpire luoghi in cui i nutrienti sono già scarsi e gli animali hanno difficoltà a soddisfare le loro esigenze nutrizionali. Queste zone includono gli antichi terreni dell’Australia, insieme ad aree tropicali come i bacini dell’Amazzonia e del Congo. La diluizione dei nutrienti è un problema anche in mare aperto, dove le acque che si riscaldano rapidamente stanno riducendo il contenuto nutrizionale delle alghe marine giganti .
È probabile che certi tipi di animali che si nutrono di vegetali subiscano maggiori cali perché hanno bisogno di cibo di qualità più elevata. Roditori, conigli, koala, cavalli, rinoceronti ed elefanti sono tutti fermentatori dell’intestino posteriore , animali che hanno stomaci semplici, monocamerali e fanno affidamento sui microbi presenti nell’intestino per estrarre i nutrienti dagli alimenti ricchi di fibre.
Queste specie hanno bisogno di cibo più ricco di nutrienti rispetto ai ruminanti, ovvero animali erbivori come bovini, pecore, capre e bisonti, con stomaci a quattro camere che digeriscono il cibo in più fasi. Anche gli animali più piccoli in genere richiedono cibo più ricco di nutrienti rispetto a quelli più grandi, perché hanno un metabolismo più veloce e consumano più energia per unità di massa corporea. Gli animali più piccoli hanno anche intestini più corti, quindi non riescono a estrarre facilmente tutti i nutrienti dal cibo.
Sono necessarie ulteriori ricerche per comprendere quale ruolo possa svolgere la diluizione dei nutrienti nel declino delle singole specie, compresi esperimenti che aumentino artificialmente i livelli di anidride carbonica e studi che monitorino i cambiamenti a lungo termine nella chimica delle piante insieme agli animali sul campo.
Nel lungo termine, sarà importante comprendere come la diluizione dei nutrienti stia alterando intere reti alimentari, compresi i cambiamenti nelle specie e nei tratti delle piante, gli effetti su altri gruppi di animali come i predatori e i cambiamenti nelle interazioni tra specie . I cambiamenti nel valore nutrizionale delle piante come risultato dell’aumento dei livelli di anidride carbonica potrebbero avere impatti di vasta portata in tutti gli ecosistemi in tutto il mondo.
Autrice: Ellen Welti, è un’ecologa della comunità che lavora su insetti e piante delle praterie. Fa parte del Great Plains Science Program, con sede nelle praterie del Montana centro-settentrionale. Gestisce il monitoraggio osservativo mirato a cavallette, scarabei stercorari, ragni lupo, composizione delle piante e biomassa vegetale. I suoi argomenti di ricerca includono la funzione degli insetti nelle praterie, le interazioni pianta-insetto, le serie temporali ecologiche e le risposte di piante e insetti alla biogeochimica alterata.
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