E’ noto che il fumo degli incendi boschivi ha effetti negativi sulla salute gli esseri umani, ma cosa succede agli animali e agli alberi? Lo studio “Wildfire Smoke Directly Changes Biogenic Volatile Organic Emissions and Photosynthesis of Ponderosa Pines”, pubblicato su Geophysical Research Letters da un team di ricercatori della Colorado State University e dell’università del Minnesota—Twin Cities, ha scoperto che «La scarsa qualità dell'aria indotta dal fumo influisce sulla capacità dei pini ponderosa di mantenere la fotosintesi e rilasciare emissioni chimiche naturali».
L’autrice principale dello studio, Mj Riches del Dipartimento di Chimica della Colorado State University stima «Una diminuzione del 7-14% nel tasso di crescita dei pini ponderosa a causa del fumo intenso».
Nel 2020, gran parte del Colorado è stata devastata da incendi boschivi (tre dei più grandi incendi registrati nello Stato si sono verificati quell'anno) e quel fumo è arrivato su un sito dove inizialmente IL team della Riches stava testando la fotosintesi su scala fogliare e le emissioni chimiche nei pini ponderosa.
La ricercatrice ricorda: «Dato che la direzione del progetto doveva cambiare per adattarsi al fumo, questa richiesta di ricerca è nata quando ho assistito con sospetto all'assenza di fotosintesi sulle piante. In effetti, i risultati erano così curiosi che ho pensato che il mio sistema di misurazione fosse rotto».
La ricerca è partita da una domanda: «In che misura il fumo degli incendi boschivi influisce sulla fotosintesi e sulle emissioni chimiche dei pini ponderosa?», per rispondere il team statunitense ha distribuito diversi strumenti in una foresta vicino a Woodland Park, in Colorado e la Riches spiega che «Mentre il fumo degli incendi boschivi si diffondeva nella regione, abbiamo misurato la fotosintesi a livello fogliare, utilizzando uno strumento chiamato sistema di fotosintesi portatile, abbinato a due analizzatori di tracce di gas, che misurano le emissioni chimiche dalle foglie. Il sistema di fotosintesi portatile controlla l'anidride carbonica, la luce, la temperatura e l'umidità a livello fogliare, così da poter modificare ciascuno di questi parametri in base alle esigenze. Abbiamo indotto la fotosintesi modificando le condizioni ambientali a livello fogliare utilizzando il sistema di fotosintesi portatile. Quando lo abbiamo fatto, abbiamo visto un'esplosione di sostanze chimiche sia legate alle piante che al fumo, il che significa che c'è più di un modo in cui il fumo soffoca la pianta e più di un modo in cui la pianta cerca di riprendersi».
La fotosintesi è regolata dalla conduttanza stomatica, cioè quanto sono aperti gli stomi, o pori, della foglia. Quindi, per ridurre la fotosintesi, i ricercatori hanno ipotizzato che quegli stomi fossero in qualche modo chiusi. Il meccanismo più probabile è che gli stomi fossero tappati, probabilmente da particelle e gas provenienti dagli incendi che si depositavano intorno o dentro ai pori. Quando quei pori possono riaprirsi, la fotosintesi riprende.
Ma in che modo il fumo degli incendi boschivi riduce le emissioni chimiche nei pini? La Riches evidenzia che «Le piante emettono naturalmente composti organici volatili, che sono un gruppo eterogeneo di sostanze chimiche che possono facilmente evaporare nell'aria e svolgere un ruolo in un complesso ciclo di feedback che ha un impatto sia sulla qualità dell'aria che sul clima. Man mano che la fisiologia e il benessere di una pianta cambiano, anche le sostanze chimiche emesse possono cambiare. Abbiamo riscontrato una riduzione delle emissioni chimiche nei pini ponderosa dovuta al fumo degli incendi boschivi, che potrebbe essere causata da diversi fattori. Le piante possono modificare la sintesi delle loro emissioni chimiche per conservare energia e sopravvivere all'esposizione al fumo. Inoltre, alcune sostanze chimiche che le piante emettono vengono prodotte in anticipo e immagazzinate in caso di emergenza. Una volta esaurite queste riserve, la pianta deve impiegare tempo e spendere energia per produrne altre. Le emissioni della pianta possono essere ridotte perché le sue riserve di queste sostanze chimiche sono esaurite».
Lo studio ha scoperto che sono importanti sia l'intensità che la durata del fumo. Più intenso è il fumo, peggio sta la pianta. La Riches sottolinea che «Un fumo pesante e prolungato porta a un quasi arresto sia della fotosintesi che delle emissioni chimiche. Tuttavia, anche un fumo leggero e di lunga durata può avere un impatto negativo sulla fotosintesi di questi alberi. Ci auguriamo che i progetti futuri quantifichino quanto deve essere grave l'esposizione al fumo per danneggiare davvero questi alberi a lungo termine».
Ma la scoperta più scioccante è stata quanto gli eventi di fumo intenso riducono la fotosintesi. «Vedere sia la fotosintesi che le emissioni chimiche ridotte a quasi zero è stato sbalorditivo – dice la Riches - Se questo si verificasse su scala più ampia, avrebbe enormi implicazioni per la produttività delle piante e la qualità dell'aria. Nel paper, stimiamo una diminuzione del 7 - 14% nel tasso di crescita del pino ponderosa a causa di questo fumo intenso».
I mega-incendi boschivi stanno diventando sempre più comuni e secondo i ricercatori stiamo sottostimando l'impatto del fumo degli incendi sugli alberi e quindi le implicazioni atmosferiche del fumo degli incendi.
La Riches conclude: «Il fumo degli incendi boschivi è composto da sostanze chimiche pericolose che hanno un impatto negativo sulla qualità dell'aria. Quando la fotosintesi diminuisce drasticamente, le piante non sono così efficienti nell'assorbire l'anidride carbonica dall'atmosfera, il che aggrava il problema. Il fumo contribuisce direttamente alla qualità dell'aria rilasciando sostanze chimiche pericolose, ma limita anche la capacità delle piante di rimuovere l'anidride carbonica. Questa ricerca è solo un primo passo verso la comprensione di come l'aumento degli incendi boschivi avrà un impatto sulle piante e quindi sul nostro clima. Ci auguriamo davvero che questo studio ponga l'attenzione sulle complessità delle interazioni tra incendi boschivi e piante e ispiri futuri progetti di ricerca sull'argomento, sia in laboratorio che sul campo».
