No, le foglie autunnali non cambiano colore più tardi a causa del cambiamento climatico / No, autumn leaves are not changing color later because of climate change

No, le foglie autunnali non cambiano colore più tardi a causa del cambiamento climatico / No, autumn leaves are not changing color later because of climate change

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Fogliame autunnale nel Danforth Campus della Washington University a St. Louis. / Fall foliage on the Danforth Campus of Washington University in St. Louis.

  

È di nuovo quel periodo dell'anno. Le giornate si stanno accorciando e le notti si stanno raffreddando. Ma quando inizierà lo spettacolo pirotecnico naturale delle foglie autunnali quest'anno?

Molte persone credono che il cambiamento climatico stia spingendo indietro l'inizio del colore delle foglie autunnali verso la fine dell'anno. L'idea generale è che le condizioni più calde previste dal cambiamento climatico significheranno che gli alberi possono "appendere" più a lungo alle loro foglie verdi che producono energia. Ma gli scienziati in realtà non vedono che ciò accada nelle foreste nordamericane, secondo un esperto della Washington University di St. Louis.

"Le temperature più calde di settembre e ottobre riducono la produzione di antociani nelle foglie, il che potrebbe significare che i colori dell'autunno diventerebbero meno brillantemente rossi o viola", ha affermato Susanne S. Renner, professoressa onorario di biologia in Arti e scienze. "Questo effetto è ben documentato in alcune specie, come l'acero da zucchero, dove il raffreddamento sperimentale dei rami aumenta la concentrazione di antociani e la brillantezza del colore. Se il primo gelo arriva più tardi del solito, il fogliame brillante apparirà più tardi del solito.

"Tuttavia, altri fattori contrastano questo. La cosa più importante è che gli alberi facciano cadere prima le foglie se hanno avuto una primavera e un'estate molto produttive. Questo prevale su qualsiasi effetto ritardante di un caldo autunno.

"Il risultato finale è che le foglie iniziano ancora a morire dopo circa la stessa quantità di tempo sull'albero che hanno avuto negli anni e persino nei decenni passati", ha detto.

In effetti, in alcuni scenari potremmo persino vedere le foglie diventare rosse e gialle prima. Renner è coautore di uno studio del 2020 sulla rivista Science che ha dimostrato che l'aumento della produttività durante la stagione di crescita determina la senescenza delle foglie autunnali anticipate, il processo attraverso il quale le piante si rompono e riassorbono i nutrienti chiave che erano stati distribuiti nelle foglie, negli alberi temperati.

"Se il riscaldamento climatico continua senza sosta, è probabile che la situazione cambi dopo il 2040 circa, con la senescenza che inizierà prima di adesso", ha detto Renner.

Qui, Renner risponde ad alcune domande aggiuntive relative al cambiamento di colore delle foglie autunnali.

In che modo le condizioni di temperatura e umidità influenzano il colore delle foglie?

Il colore giallo delle foglie autunnali è dovuto alla ritenzione dei pigmenti carotenoidi (xantofille) nei cloroplasti senescenti. Il colore rosso violaceo è dovuto all'accumulo di antociani nei vacuoli, a partire da settembre.

La pioggia non influisce su questi processi di base. Le basse temperature, tuttavia, aumentano la produzione di antociani, come mostrato sperimentalmente nell'acero da zucchero. Lo si può osservare negli aceri da zucchero lungo le strade di St. Louis, che iniziano a cambiare colore in cima, dove il microclima è più freddo.

In che modo il cambiamento climatico potrebbe alterare la dinamica dei colori?

Poiché il riscaldamento climatico ha portato a cadute più calde, in Canada e Nord America stiamo vedendo colori autunnali meno brillanti. La brillantezza del colore è difficile da quantificare, ma l'effetto è stato dimostrato sperimentalmente negli aceri da zucchero.

Un interessante fattore di confusione è l'aria più pulita. Pertanto, in Europa, l'illuminazione atmosferica dovuta all'aria più pulita dal 1983 ha portato ad una maggiore fotosintesi delle piante in primavera ed in estate ed ad una precedente senescenza delle foglie (rispetto al 1950-1982). Questi dati, però, riguardano la scomposizione della clorofilla, non la produzione dei colori rosso o giallo.

Tutti i tipi di alberi risponderanno allo stesso modo?

Assolutamente no. Il lavoro sperimentale sta rivelando grandi differenze specie-specifiche. Ad esempio, gli alberi che hanno simbionti che fissano l'azoto non diventano mai rossi o gialli. Entrambi i pigmenti aiutano a proteggere le foglie dai danni della luce solare che non è più utilizzabile per la fotosintesi a causa della massiccia degradazione delle proteine ​​​​del cloroplasto nelle foglie che invecchiano. Gli alberi con accesso costante all'azoto potrebbero non preoccuparsi dei costosi antociani, ma semplicemente far cadere le foglie mentre sono ancora relativamente verdi.

Gli scienziati stanno già vedendo cambiamenti nei tempi o nell'intensità dei cambiamenti di colore delle foglie?

Le cadute più calde riducono la brillantezza dei colori delle foglie rosse e gialle, ma la brillantezza è difficile da quantificare in lunghe serie temporali per molte specie. Inoltre, molte specie semplicemente non diventano rosse o gialle.

Abbiamo un documento in esame che analizza i dati satellitari sul "verde" nelle foreste dell'emisfero settentrionale. Abbiamo scoperto che nella grande maggioranza delle aree forestali, le temperature primaverili ed estive più elevate hanno portato a una senescenza più precoce (!!!) di, in media, circa 1,5 giorni per grado Celsius. La senescenza qui si riferisce alla degradazione della clorofilla o del verde.

In quale parte del mondo è più probabile che le foglie autunnali risentano dei cambiamenti climatici?

Le specie che cambiano il colore delle foglie in rosso o giallo sono molto più frequenti in Nord America che in Europa. Con il continuo riscaldamento del clima e la mancanza di gelate notturne in ottobre, i colori saranno meno brillanti, ma l'inizio o le date del cambiamento di colore non cambieranno molto a causa dei fattori contrastanti che ho menzionato prima. In un futuro più lontano (dopo il 2040 circa), e con il cambiamento climatico assoluto, la senescenza delle foglie negli alberi e negli arbusti dell'emisfero settentrionale si verificherà sempre prima.

ENGLISH

It's that time of year again. The days are getting shorter, and the nights are cooling down. But when will the natural fireworks display of autumn leaves actually begin this year?

Many people believe that climate change is pushing back the start of fall leaf color to later in the year. The general thinking is that the warmer conditions anticipated under climate change will mean that trees can "hang on" to their green, energy-producing leaves longer. But scientists do not actually see this happening across North American forests, according to an expert at Washington University in St. Louis.

"Warmer temperatures in September and October reduce anthocyanin production in leaves, which could mean that fall colors would become less brilliantly red or purple," said Susanne S. Renner, honorary professor of biology in Arts & Sciences. "This effect is well documented in certain species, such as sugar maple, where experimental cooling of branches increases anthocyanin concentration and color brilliance. If the first frost comes later than it used to, the brilliant foliage will appear later than it used to.

"However, other factors counteract this. Most important is that trees drop their leaves earlier if they have had a very productive spring and summer. This overrides any delaying effects of a warm fall.

"The end result is that leaves still start to die after about the same amount of time on the tree as they have in years and even decades past," she said.

In fact, under some scenarios we might even see leaves turning red and yellow earlier. Renner co-authored a 2020 study in the journal Science that showed that increased growing-season productivity drives earlier autumn leaf senescence—the process through which plants break down and reabsorb key nutrients that had been deployed in leaves—in temperate trees.

"If climate warming continues unabated, the situation is likely to change after about 2040, with senescence then starting earlier than it does now," Renner said.

Here, Renner answers a few additional questions related to autumn leaf color change.

How do temperature and moisture conditions affect leaf color?

Yellow color in fall leaves is due to the retention of carotenoid pigments (xanthophylls) in senescing chloroplasts. Red and purplish color is due to the accumulation of anthocyanins in vacuoles, starting around September.

Rain does not affect these basic processes. Cold temperatures, however, enhance anthocyanin production, as shown experimentally in sugar maple. One can observe this in the sugar maple trees along St. Louis streets, which start turning colors at the very top, where the microclimate is coldest.

How might climate change alter color dynamics?

Because climate warming has resulted in warmer falls, in Canada and North America we are seeing less brilliant fall colors. Color brilliance is hard to quantify, but the effect has been experimentally demonstrated in sugar maple trees.

An interesting confounding factor is cleaner air. Thus, in Europe, atmospheric brightening due to cleaner air since 1983 has led to higher plant photosynthesis in the spring and summer—and earlier leaf senescence (compared with 1950–1982). These data, however, concern the breakdown of chlorophyll, not the production of red or yellow colors.

Will all kinds of trees respond in the same ways?

Absolutely not. Experimental work is revealing great species-specific differences. For example, trees that have nitrogen-fixing symbionts never turn red or yellow. Both pigments help protect leaves against damage from sunlight that is no longer usable for photosynthesis because of the massive degradation of chloroplast proteins in aging leaves. Trees with steady access to nitrogen may not bother with costly anthocyanin, but instead simply drop their leaves while still relatively green.

Are scientists already seeing changes to the timing or intensity of leaf color changes?

Warmer falls reduce the brilliance of red and yellow leaf colors, but brilliance is hard to quantify in long time series for many species. Also, many species simply do not turn red or yellow.

We have a paper under review that analyzes satellite data on "greenness" in Northern Hemisphere forests. We found that across a large majority of forest areas, higher spring and summer temperatures have led to an earlier (!!!) senescence by, on average, about 1.5 days per degree Celsius. Senescence here refers to degradation of chlorophyll or greenness.

Where in the world are autumn leaves most likely to be affected by climate change?

Species that change leaf color to red or yellow are much more frequent in North America than in Europe. With continued climate warming and lack of frost nights in October, colors will be less brilliant, but the onset or dates of color change will not change much because of the counteracting factors that I mentioned earlier. In the more distant future (after about 2040), and with unmitigated climate change, leaf senescence in Northern Hemisphere trees and shrubs will occur ever earlier.

Da:

https://phys.org/news/2022-09-autumn-climate.html?utm_source=nwletter&utm_medium=email&utm_campaign=daily-nwletter