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il Cambiamento Climatico rappresenta una sfida per le Piante e gli Animali

Nelle Montagne Rocciose, il cambiamento climatico ha sollevato le temperature estive 0,72 F ogni decennio negli ultimi 30 anni, mentre le nevi si stanno sciogliendo da tre a cinque giorni prima in primavera., I fiori selvatici fioriscono diversi giorni prima, con la fioritura di picco che si verifica anche prima. Nessuno sa cosa questo potrebbe significare per gli impollinatori. In Australia, gli inverni più caldi stanno costringendo gli opossum pigmei di montagna fuori dal letargo prima della loro preda, la falena bogong, così molti stanno morendo di fame. In Europa, i caprioli, la cui fertilità è innescata dalla lunghezza dei giorni, stanno partorendo dopo i primi fiori, che stanno fiorendo prima che in passato. La mancata corrispondenza di 36 giorni tra i tempi di parto e la disponibilità di cibo si traduce in un declino nella forma fisica della popolazione di cervi.,

Secondo uno studio, la primavera, l’estate, l’autunno e l’inverno nelle zone temperate arrivano in media 1,7 giorni prima rispetto al 1950. La U. S. Environmental Protection Agency riporta che le temperature medie negli Stati Uniti sono aumentate di 0,14 F per decennio, e in tutto il mondo, il decennio dal 2001 al 2010 è stato il più caldo mai registrato dall’inizio delle misurazioni. Il cambiamento climatico con il suo clima più estremo sta già interessando molte specie vegetali e animali e sconvolgendo il funzionamento dell’ecosistema.,

Il gruppo intergovernativo sui cambiamenti climatici stima che il 20-30% delle piante e degli animali valutati potrebbe essere a rischio di estinzione se le temperature medie globali raggiungessero i livelli previsti entro il 2100. L’evoluzione dovrebbe avvenire 10.000 volte più velocemente di quanto non faccia in genere per consentire alla maggior parte delle specie di adattarsi ed evitare l’estinzione.

Uno studio del 2011 ha rilevato che in risposta alle temperature di riscaldamento, le specie si stanno spostando verso quote più elevate ad un tasso medio di 36 piedi per decennio e a latitudini più elevate circa 10 miglia per decennio, anche se le singole specie variano nei loro tassi.,

La National Wildlife Federation riferisce che 177 delle 305 specie di uccelli nordamericani spostato la loro gamma più a nord di 35 miglia negli ultimi 40 anni; e nel corso dell’ultimo secolo, 14 specie di piccoli mammiferi esteso la loro gamma 1.640 piedi più in alto nella regione della Sierra Nevada. Ma molti scienziati dicono che il cambiamento climatico si sta verificando troppo rapidamente per la maggior parte delle specie per superarlo., E anche se alcune specie sono in grado di migrare verso nord o verso l’alto, potrebbero entrare in un territorio dove c’è una maggiore competizione per il cibo o interazioni senza precedenti con specie che non hanno mai incontrato prima. Quelli che sono già ai loro limiti settentrionali non hanno più un posto dove andare. Ad esempio, mentre le foreste si spostano verso nord nella tundra, molte creature artiche come caribù, volpe artica e gufo delle nevi stanno perdendo il loro habitat. Altre specie potrebbero non essere in grado di migrare a causa di ostacoli geografici o barriere artificiali come città o autostrade.,

Oltre a guidare le specie verso regioni più fredde, le temperature di riscaldamento influenzano i tempi degli eventi stagionali del ciclo di vita di piante e animali come l’accoppiamento, la fioritura o la migrazione. Una popolazione di salmone rosa a Auke Creek, Alaska, e salmone sockeye nel fiume Columbia stanno migrando per deporre le uova prima di quanto hanno fatto 40 anni fa in risposta alle temperature dell’acqua più calde. Le mutevoli condizioni possono portare a disallineamenti degli eventi del ciclo di vita, rendendo più difficile la crescita o la sopravvivenza quando i bambini nascono o gli animali migratori arrivano prima o dopo che il loro cibo è disponibile., In un parco olandese, quando la primavera arriva prima, i bruchi appaiono prima, ma i loro predatori, le grandi tette, non sempre depongono le uova prima, quindi la popolazione di uccelli sta diminuendo.

Parassiti e agenti patogeni, tuttavia, beneficiano di temperature più calde, che consentono loro di espandere il loro territorio e sopravvivere durante l’inverno; le loro popolazioni sono in aumento.

Dal 1997 al 2010, i coleotteri del pino mugo hanno distrutto alberi su 26,8 milioni di acri nell’ovest americano., Gli inverni più caldi hanno aiutato un parassita dell’ostrica ad estendere la sua gamma da Chesapeake Bay a nord fino al Maine, con il potenziale di causare grandi fughe di ostriche. La zanzara Aedes aegypti che porta dengue e febbre gialla e che si trova di solito in Texas o negli Stati Uniti sudorientali è apparsa a nord di San Francisco nel 2013.

Con meno nevicate invernali per isolare il terreno e tenerlo caldo, i terreni ghiacciati provocano più morte delle radici e deflusso dei nutrienti, che possono produrre fioriture algali e zone morte dove nulla può sopravvivere., La diminuzione del pacchetto di neve in montagna può creare un rischio maggiore di inondazioni invernali e primaverili, e significa che ci sarà meno deflusso di scioglimento della neve per raffreddare i flussi in estate e in autunno. I cambiamenti nel flusso e nella temperatura del flusso possono danneggiare l’habitat e stressare i pesci e la fauna selvatica, interrompendo gli eventi del loro ciclo di vita. E mentre fiumi e torrenti diventano più caldi, i pesci d’acqua calda stanno affollando i pesci d’acqua fredda dal loro habitat.

Il riscaldamento degli oceani diventa sempre più acidificato, sottolineando i coralli e causando sbiancamento e morti. Le acque più calde causano anche il rapido scioglimento del ghiaccio marino artico, che ha ramificazioni lungo tutta la catena alimentare: il declino del ghiaccio marino provoca la perdita di alghe di ghiaccio, che vengono mangiate dallo zooplancton. Il merluzzo artico, che si nutre di zooplancton, è preda delle foche, che a loro volta sono il cibo principale degli orsi polari.

Il riscaldamento globale sta anche intensificando piogge, inondazioni, uragani e siccità., Cambiare i modelli di precipitazione può influenzare la crescita delle piante, la quantità di umidità nei terreni, il deflusso dei nutrienti, la ritenzione idrica e la prevalenza degli insetti. In California, le condizioni più secche hanno significato meno cibo per le pecore del bighorn del deserto. Il prosciugamento degli stagni nel Parco Nazionale di Yellowstone ha portato al declino di quattro specie di anfibi. E nel deserto di Sonora, nel sud-ovest, alcune specie di uccelli smettono di riprodursi del tutto durante condizioni di siccità estreme.

Negli ultimi 50 anni, l’Artico si è riscaldato da due a tre volte più velocemente del resto del pianeta., La tundra è una distesa senza alberi con solo crescita bassa dove il sottosuolo è permanentemente congelato. A causa del riscaldamento globale, tuttavia, appaiono sempre più arbusti decidui legnosi. Natalie Boelman, assistente professore di ricerca al Lamont-Doherty Earth Observatory, sta studiando gli impatti delle mutevoli condizioni qui su alcuni dei milioni di uccelli canori provenienti da tutto il mondo che migrano verso l’Artico in primavera e in estate per riprodursi a causa di abbondanti fonti di cibo e meno predatori e parassiti.,

La crescente arbustività dell’Artico significa che l’habitat e l’approvvigionamento alimentare stanno cambiando. I longspurs della Lapponia che Boelman e il suo team stanno studiando preferiscono nidificare sulla tundra aperta, mentre i passeri dalla corona bianca del Gambel preferiscono gli arbusti. Sulla tundra aperta, ragni, coleotteri e altri insetti predatori sono prevalenti. Le aree arbustive hanno molti tipi di mosche e cavallette, quindi tutti gli uccelli mangiano più mosche che è la loro fonte di cibo preferita.,

Rispetto a 30 anni fa, il limite di gamma dei passeri si è spostato a nord di decine di miglia, seguendo gli arbusti che amano nidificare sotto come gli arbusti si muovono a nord. ” A causa del cambiamento della disponibilità di cibo e delle condizioni ambientali, gli uccelli della northern range sono più stressati”, ha detto Boelman. “Ma lo stanno facendo finora.”Guardando al futuro, Boelman prevede che ci sarà un aumento dell’habitat dei passeri e una diminuzione dell’habitat dei longspur., “Sembra chiaro che i nester arbustivi saranno felici, ma i nester aperti avranno più difficoltà. Maybe Forse i longspurs possono spostarsi più a nord, ma è una zona molto impregnata d’acqua, quindi potrebbero essere sfortunati a meno che non riescano ad adattarsi a questi habitat arbustivi.”

Il team di Boelman sta anche studiando gli impatti del cambiamento della stagionalità. Gli uccelli, che migrano in base a segnali di durata giornaliera non influenzati dai cambiamenti climatici, continueranno probabilmente ad arrivare nell’Artico allo stesso tempo ogni anno., La loro riproduzione è programmata a coda di rondine con la disponibilità di insetti, in modo che quando nascono i pulcini, c’è molto cibo. Con la primavera che inizia prima, l’autunno che arriva più tardi e una conseguente stagione di crescita più lunga, Boelman sta studiando se i pulcini si schiuderanno dopo il periodo di maggiore disponibilità di insetti e quindi avranno più difficoltà a sopravvivere.

L’Artico ha generalmente condizioni meteorologiche primaverili molto imprevedibili, con enormi oscillazioni tra gli anni. Come si è scoperto, la stagione di crescita è iniziata 12 giorni in ritardo nel 2013., Anche gli uccelli si sono presentati più tardi, hanno avuto i loro bambini più tardi, hanno trovato abbastanza insetti da mangiare e hanno fatto bene a gestire lo scioglimento della neve ritardato. I ritardi non hanno avuto effetti significativi sulla loro riproduzione. Boelman ha spiegato. “Gli animali che vivono e migrano lassù sono ben adattati alle grandi oscillazioni e agli estremi. Forse reagiranno meno ai cambiamenti climatici perché sono già ben adattati. Stiamo esaminando se stiamo iniziando a superare la gamma di condizioni che possono far fronte.,”

Mentre gli organismi che si adattano si evolvono attraverso la selezione naturale su molte generazioni, alcuni singoli organismi possono cambiare le loro caratteristiche (evolutive, comportamentali e fisiche) durante la loro vita in risposta all’ambiente attraverso la plasticità fenotipica. La plasticità consente agli organismi con geni identici di esibire tratti diversi in reazione alle condizioni climatiche attraverso l’alterazione dell’espressione genica., Ad esempio, i tratti di una pianta di senape selvatica di montagna rocciosa variano normalmente a seconda che cresca a bassa quota con un clima caldo e secco o a quote più elevate in condizioni fredde e umide. I ricercatori hanno scoperto che quando hanno simulato il cambiamento climatico riducendo il manto nevoso a un’altitudine intermedia, le piante fiorivano prima e assumevano l’aspetto delle piante a quota inferiore.

Avere plasticità fenotipica potrebbe consentire ad alcune specie di rimanere sul posto e dare ad altre il tempo di migrare e adattarsi., Avere più plasticità potrebbe anche aiutare alcune specie a migrare verso nuove aree ad adattarsi meglio a condizioni non familiari. Quanto sia plastica una specie può anche potenzialmente evolversi nel tempo, poiché le specie con geni che consentono la plasticità potrebbero sopravvivere meglio nelle mutevoli condizioni climatiche. È anche possibile, tuttavia, che il cambiamento climatico possa causare alcuni organismi a cambiare in modi che li rendono meno capaci di adattarsi.

Fattori diversi dalla plasticità influenzano anche il modo in cui una specie può adattarsi ai cambiamenti climatici., Più breve è il tempo di generazione (il tempo necessario per una specie per passare da una generazione all’altra), più veloce è il tasso evolutivo. Anche le dimensioni di una particolare popolazione, la quantità di variabilità genetica che ha e l’idoneità dei suoi individui sono variabili importanti. L’adattamento potrebbe in teoria tenere il passo con i cambiamenti climatici in situazioni in cui vi è meno perturbazione ambientale, una popolazione di buone dimensioni con variazione genetica, tempi di generazione brevi e individui in forma.,

Ad esempio, la farfalla Quino checkerspot, una volta comune nel sud della California, si pensava fosse a rischio di estinzione a causa del cambiamento climatico e della perdita dell’habitat. Con sorpresa degli scienziati, si è adattato spostando il suo raggio d’azione su un terreno più alto e trovando una pianta completamente nuova su cui deporre le uova.

Alcuni coralli delle Samoa hanno anche mostrato una resilienza inaspettata in risposta a temperature dell’acqua più elevate., Gli scienziati ritengono che la selezione naturale possa aver favorito i coralli più resistenti al calore, consentendo loro di sopravvivere e produrre più prole.

Mentre ci sono numerosi esempi di resilienza della natura, oggi le specie affrontano anche gli stress indotti dall’uomo di inquinamento, specie invasive e frammentazione o degrado dell’habitat, che possono diminuire o isolare le popolazioni e inibire la migrazione, il che rende più difficile l’adattamento.

Gli organismi che non hanno la plasticità fenotipica o la variazione genetica che consentono loro di adattarsi alle mutevoli condizioni potrebbero affrontare l’estinzione., Ad esempio, il picchio rosso in via di estinzione, che dipende dalle foreste di pini a foglia lunga nel sud-est degli Stati Uniti, non ha spostato affatto il suo areale a nord. Mentre il suo habitat cambia, gli scienziati non sanno se l’uccello sopravviverà.

Gli orsi polari sono a rischio a causa dei loro lunghi tempi di generazione e delle piccole popolazioni. Secondo la National Wildlife Federation, la quantità di ghiaccio marino artico osservata nel 2012 era 49 per cento in meno rispetto al 1980 e 1990., Gli orsi polari hanno bisogno di ghiaccio spesso vicino alla riva su cui cacciare le foche, ma con il ghiaccio marino che diminuisce così rapidamente, gli orsi polari devono ora nuotare, a volte fino a 12 giorni, per raggiungere i banchi di ghiaccio al largo, e spesso annegano. L’U. S. Geological Survey prevede che due terzi delle sub-popolazioni di orsi polari del mondo saranno estinte entro il 2050.

Un rapporto della National Wildlife Federation offre una serie di raccomandazioni per salvaguardare la fauna selvatica, tra cui:

• Fornire finanziamenti a programmi federali e statali che promuovono la scienza del clima e l’adattamento.,
• Assicurarsi che le misure adottate per ridurre le emissioni di carbonio minimizzino gli impatti sulla fauna selvatica e sui loro habitat.
• Promuovere piani di adattamento al clima che migliorano gli ecosistemi e gli habitat naturali fornendo al contempo protezione naturale contro eventi meteorologici estremi.
• Scoraggiare lo sviluppo e la costruzione di infrastrutture in aree sensibili dal punto di vista ambientale.
• Fai spazio alla fauna selvatica per spostare le loro gamme in risposta alle mutevoli condizioni climatiche espandendo parchi e rifugi e fornendo connettività tra di loro.,

Ci sono ora una serie di sforzi per preservare grandi distese di terra che consentono alle specie di muoversi. Paesaggi che corrono da nord a sud come il progetto Yellowstone-to-Yukon, un’iniziativa congiunta di Stati Uniti e Canada che cerca di preservare le terre selvagge da Yellowstone allo Yukon, consentirebbe agli organismi di spostarsi a nord verso temperature più fresche. I paesaggi est-ovest consentirebbero alle specie di allontanarsi dall’Occidente sempre più caldo e secco. La rete Wildlands mira a creare quattro Wildways continentali, grandi aree protette per il movimento della fauna selvatica in tutto il Nord America.,

La piantagione Nokuse in Florida, il più grande progetto di conservazione privata ad est del Mississippi, è un collegamento strategico tra i vari tratti di terre protette esistenti. La missione della partnership Quabbin-to-Cardigan è quella di preservare 2 milioni di acri di una delle più grandi aree di foresta intatta ed ecologicamente importante nel New England centrale., E le partnership regionali per la conservazione stanno aiutando i proprietari privati, le organizzazioni pubbliche e le agenzie del New England a lavorare insieme per preservare aree di terra più grandi e collegate.

Il famoso biologo evoluzionista E. O. Wilson crede che l’unico modo per prevenire la sesta estinzione di massa della vita sulla terra sia mettere da parte metà del pianeta per tutte le altre specie., Ha descritto la sua visione in questo modo: “Vedo una catena di corridoi ininterrotti che si formano, con colpi di scena, alcuni dei quali si aprono per diventare abbastanza ampi da ospitare parchi nazionali di biodiversità, un nuovo tipo di parco che non lascerà svanire le specie.”