La dendrocronologia ci aiuta a comprendere le risposte delle piante al clima nel momento della loro crescita. Le carote legnose o i dischi di legno estratti da alberi e arbusti possono essere analizzati a livello anatomico attraverso sezioni sottili di circa 20 micron, successivamente colorate con coloranti artificiali per evidenziare la componente di olocellulose in blu e le lignine in rosso nelle pareti cellulari. Nel 2015 abbiamo descritto per la prima volta gli anelli blu nel legno di pini neri cresciuti oltre il limite del bosco nell’Appennino centrale ([6], [2]). In determinati anni, il legno tardivo di questi pini non ha completato la sua lignificazione, assumendo così una colorazione blu. Da allora, molti dendrocronologi hanno cercato di comprendere le cause della ridotta lignificazione e come gli anelli blu possano essere utilizzati nelle ricostruzioni climatiche e nella datazione di eruzioni vulcaniche ([7], [8]).

Nel nostro ultimo studio, in collaborazione con colleghi ricercatori polacchi, sloveni, norvegesi e inglesi ([1]), abbiamo analizzato il legno di pini silvestri e ginepri nel nord della Scandinavia per ricostruire le condizioni climatiche del passato attraverso gli anelli di accrescimento. Questi anelli non solo rivelano l’età degli alberi, ma registrare la presenza di anelli blu indica anche estati particolarmente fredde, che hanno ridotto il processo di lignificazione delle pareti cellulari (Fig. 1). In particolare, sia i pini che i ginepri presentano due anelli blu, nel 1877 e nel 1902, attribuibili a estati particolarmente fredde, probabilmente causate dalle eruzioni vulcaniche del Cotopaxi, in Ecuador e del Monte Pelée, in Martinica (non Barbados).

Fig. 1 - Rappresentazione anatomica di un anello blu di pino silvestre cresciuto in Norvegia nel 1902. Sezione anatomica di 15 micron con doppia colorazione, il blu evidenzia la cellulosa e il rosso la lignina presente nelle pareti cellulari (Foto: Matulewski P. & Siekacz L.).

 Enlarge/Shrink  Open in Viewer

Alberi sotto stress: quando il freddo ostacola la crescita 

Gli alberi necessitano di un certo numero di giorni caldi durante la stagione vegetativa per crescere correttamente. Se la temperatura durante la stagione di accrescimento è troppo bassa, soprattutto verso la sua conclusione, le pareti delle cellule del legno formate in quell’anno potrebbero non completare il processo di lignificazione, generando anelli blu. Poiché alberi e arbusti possono vivere per centinaia di anni, l’identificazione di tali anelli consente di individuare episodi di estati fredde nel passato. Nel nostro studio, abbiamo prelevato campioni da 25 pini silvestri e sezioni basali da 54 ginepri comuni situati ai margini del loro areale sul Monte Iškoras, in Norvegia. I campioni sono stati sezionati in sezioni sottili, colorati e successivamente fotografati al microscopio per misurare la larghezza degli anelli di crescita e identificare la presenza di anelli blu. In generale, abbiamo trovato più anelli blu negli alberi rispetto agli arbusti. Questi ultimi sembrano essere più adattati agli eventi di raffreddamento rispetto agli alberi: ciò potrebbe spiegare la loro presenza a latitudini più estreme ([3], [4]). Complessivamente, solo il 2.1% degli anelli nei pini e l’1.3% negli arbusti presentavano cellule blu, concentrate principalmente nel legno tardivo. Gli anelli blu risultano particolarmente frequenti negli anni 1902 (96% dei pini e 68% dei ginepri) e 1877 (84% dei pini e 36% dei ginepri), confermando che i pini sono più sensibili degli arbusti a questi eventi di estate fredde ([1]).

Vulcani e clima: tracce di un’ombra lunga 

Confrontando la frequenza degli anelli blu con i registri climatici nel nord della Norvegia, abbiamo confermato che il 1902 e il 1877 furono anni caratterizzati da estati insolitamente fredde. Nell’estate del 1902, che registrò il giugno più freddo mai documentato, alberi e arbusti ebbero a disposizione pochi giorni caldi per la crescita. Questo potrebbe spiegare perché il legno tardivo non riuscì a svilupparsi completamente, mancando la lignificazione di numerose cellule che appaiono blu nei campioni analizzati. Ulteriori analisi suggeriscono un legame tra gli anelli blu e gli eventi di raffreddamento globale causati da grandi eruzioni vulcaniche. Ad esempio, l’eruzione del Monte Pelée nel maggio 1902 potrebbe essere correlata al giugno eccezionalmente freddo dello stesso anno. Analogamente, l’eruzione del Cotopaxi nel giugno 1877 coincide con il freddo registrato in agosto, anche se mancano prove conclusive per collegare direttamente questo evento al raffreddamento osservato in Norvegia.

Prospettive future 

Lo studio degli anelli blu nelle conifere prosegue in altri siti e su altre specie, grazie a una vasta rete di collaborazioni in tutto l’emisfero boreale. In particolare, ci si concentra sulla comprensione dei limiti di temperatura che possono ridurre la lignificazione e sul ruolo della durata della stagione vegetativa in questo processo. Inoltre, siamo ancora più incoraggiati dalla recente scoperta della formazione di anelli blu non solo nelle conifere, ma anche in una latifoglia, il pioppo ([5]). Questo contribuirà a comprendere meglio quali fattori ambientali influenzino la lignificazione delle cellule del legno, un ambito di ricerca finora esplorato principalmente in laboratorio e ancora poco studiato in ambienti naturali. Con questo studio, speriamo di ispirare altri gruppi di ricerca a individuare gli anelli blu nei loro campioni. Sarebbe interessante creare una rete globale basata su alberi e arbusti per ricostruire eventi di raffreddamento a lungo termine nelle regioni settentrionali, fino ai limiti estremi della distribuzione di queste specie.

References