Livelli più elevati di CO2 rendono le piante meno nutrienti e danneggiano le popolazioni di insetti

Livelli più elevati di CO2 rendono le piante meno nutrienti e danneggiano le popolazioni di insetti Queste cavallette, come molti insetti in tutto il mondo, stanno diminuendo. Dave Rintoul, CC BY-ND

La grande idea

Popolazioni di cavallette, come quelle di molti altri insetti, stanno diminuendo. I miei colleghi e io abbiamo identificato un nuovo possibile colpevole: le piante su cui si basano le cavallette per il cibo stanno diventando meno nutrienti a causa dell'aumento dei livelli di anidride carbonica nell'aria.

Livelli sempre crescenti di anidride carbonica nell'atmosfera tendono a promuovere la crescita delle piante fornendo loro carbonio extra. Ma tutto quel carbonio aggiunto è spremere altri nutrienti che gli alimentatori di piante - come insetti e persone - devono prosperare. Queste piante a crescita rapida finiscono per essere meno dense di nutrienti come azoto, fosforo e sodio, più simili alla lattuga di iceberg che al cavolo.

Livelli più elevati di CO2 rendono le piante meno nutrienti e danneggiano le popolazioni di insetti La prateria Konza, una prateria protetta nel Kansas, è un'area di ricerca unica: decenni di dati e minima influenza umana. Ellen Welti, CC BY-ND

Sul nostro sito di studio in una prateria del Kansas, i miei colleghi e io mostriamo che tra più di 40 specie di cavallette, le popolazioni totali diminuiscono di oltre il 2% all'anno. Ciò ha portato a una riduzione complessiva del numero di cavallette negli ultimi due decenni di circa un terzo. Questa popolazione diminuisce parallelamente al declino dei nutrienti delle praterie. Le popolazioni di cavallette variano di anno in anno per molte ragioni, ma io e i miei colleghi crediamo che la diluizione dei nutrienti delle piante causata dall'elevata CO2 sia la ragione più probabile del declino.

Si aggiunge a ciò che chiamiamo "ipotesi di diluizione dei nutrienti": l'aumento della CO2 sta rendendo le piante meno nutrienti per morso e gli insetti stanno pagando il prezzo.

Perché è importante

Finora gli ecologi si sono concentrati sull'uso di pesticidi e sulla perdita di habitat nativi come cause del declino degli insetti.

Questi fattori non sono probabili al grande riserva di prateria nativa dove lavoro. Tuttavia, il calo del 2% annuo delle cavallette che il nostro studio ha rilevato è stranamente simile al calo del 2% riportato da studi a lungo termine in tutto il mondo di falene e farfalle, i cui giovani - bruchi - sono anche voraci alimentatori di piante.

Altri fattori, come l'uso di pesticidi e la distruzione dell'habitat, sono certamente ferire le popolazioni di insetti in molti luoghi. Ma poiché la CO2 sta aumentando a livello globale, i miei colleghi e sospetto che la diluizione dei nutrienti sia probabilmente una cattiva notizia per gli insetti che si nutrono di piante in una grande varietà di habitat, sia negli ecosistemi incontaminati che in quelli degradati. E poiché gli insetti sono parti cruciali di tutte le reti alimentari terrestri, la loro perdita colpisce molti altri organismi dalle piante agli uccelli.

Come facciamo il nostro lavoro

Konza Prairie è una grande prateria protetta nel nord-est del Kansas e i ricercatori hanno raccolto dati su erbe, insetti e animali lì dai primi anni '1980. I miei colleghi e io abbiamo fatto affidamento su questi dati a lungo termine e su campioni fisici degli anni passati per eseguire il nostro studio.

I numeri della cavalletta oscillano su un ciclo di circa cinque anni che segue i cambiamenti del clima, come il El Niño Oscillazione meridionale. Avere un set di dati decennale ha permesso a me e ai miei colleghi di separare chiaramente questi cicli dal declino della popolazione a lungo termine e di vedere come hanno contribuito all'aumento dei livelli di CO2.

Questo tipo di dati è sorprendentemente raro, il che ha portato a numerose controversie sull'ubiquità del declino degli insetti. Siti come la Konza Prairie (parte della NSF finanziata Rete di ricerca ecologica a lungo termine) sono in prima linea nel documentare i mutevoli ecosistemi terrestri.

Livelli più elevati di CO2 rendono le piante meno nutrienti e danneggiano le popolazioni di insetti Stampa a blocchi di una cavalletta Showy (Hesperotettix speciosus) mangiando una foglia di girasole. Ellen Welti, CC BY-ND

Cosa non si sa ancora?

La diluizione dei nutrienti da parte della CO2 è un'ipotesi convincente del perché si stanno verificando un declino generalizzato degli insetti. I nostri dati sono in contrasto con altri esperimenti che pompano CO2 negli ecosistemi e abbattere i nutrienti delle piante e la crescita degli insetti.

Ma dati solidi sul numero di insetti nel tempo sono ancora piuttosto rari e ci sono ancora più domande che risposte. Quanto è diffusa la diluizione dei nutrienti negli ecosistemi di tutto il mondo? Gli insetti che nutrono le piante subiscono i maggiori declini? Quali ecosistemi saranno i più colpiti?

Al momento, a noi ecologi mancano anche le stime di base della popolazione per la maggior parte delle specie di invertebrati terrestri, che rappresentano la stragrande maggioranza della diversità animale.

Ho il sospetto che se la diluizione dei nutrienti con la CO2 è davvero diffusa, probabilmente influenzerà gli ecosistemi e gli organismi della Terra - compresi gli umani - per le generazioni a venire, almeno fino a quando i combustibili fossili bruceranno e i livelli di CO2 continueranno a salire.

Circa l'autore

Ellen Welti, ricercatrice post-dottorato in biologia, University of Oklahoma

Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.

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