21 luglio 2021
COME LE PIANTE AFFRONTANO IL CLIMA DESERTICO
Le piante del deserto tendono ad apparire molto diverse dalle piante originarie di altre regioni. Sono spesso gonfie, spinose e hanno foglie minuscole che raramente sono di colore verde brillante. Il loro strano aspetto è il risultato dei loro notevoli adattamenti alle sfide del clima desertico. L’aridità è l’unico fattore che definisce un deserto ed è il limite primario a cui gli organismi desertici devono adattarsi.
Le minuscole foglie di questo pink fairy duster sono esempi di una superficie fogliare ridotta, rendendo la pianta più efficiente in termini di acqua.
Le piante del deserto hanno sviluppato tre strategie adattive principali: succulenza, tolleranza alla siccità e prevenzione della siccità. Ognuno di questi è una suite diversa ma efficace di adattamenti per prosperare in condizioni che ucciderebbero le piante di altre regioni.
Succulenza
Le piante succulente immagazzinano acqua in foglie carnose, steli o radici. Tutti i cactus sono piante grasse, così come gli abitanti del deserto non cactus come agave, aloe, alberi di elefante e molte euforbie. Parecchi altri adattamenti sono essenziali affinchè l’abitudine di immagazzinamento dell’acqua sia efficace.
Piante succulente come questa Agave victoriae-reginae immagazzina acqua nelle loro lame fogliari. Hanno anche cuticole cerose e sono piante CAMMA (vedi sotto) che li rende molto acqua efficiente.
Una succulenta deve essere in grado di assorbire grandi quantità di acqua in brevi periodi. Le piogge del deserto sono spesso leggere e brevi e il terreno si asciuga rapidamente sotto un sole intenso. Per far fronte a queste condizioni, quasi tutte le piante grasse hanno sistemi di radici estesi e poco profondi. Le radici di un saguaro si estendono orizzontalmente fino a quando la pianta è alta, ma sono raramente più di quattro pollici (10 cm) di profondità. Le radici che assorbono l’acqua sono per lo più all’interno del mezzo pollice superiore (1,3 cm).
Le piante grasse devono essere in grado di mantenere le loro riserve d’acqua in un ambiente di essiccazione e utilizzarle nel modo più efficiente possibile. Gli steli e le foglie della maggior parte delle specie hanno cuticole cerose che li rendono quasi impermeabili quando gli stomi sono chiusi. L’acqua è ulteriormente conservata da superfici ridotte; la maggior parte delle piante grasse ha poche foglie (agavi), nessuna foglia (la maggior parte dei cactus) o foglie decidue nelle stagioni secche (alberi di elefante, ocotillos, boojums).
Molte piante grasse, così come semisucculenti come la maggior parte delle yucche, orchidee epifite e bromelie xerofitiche, possiedono una variante ad alta efficienza idrica della fotosintesi chiamata CAM, acronimo di metabolismo degli acidi crassulacei. Le piante CAM aprono i loro stomati per lo scambio di gas di notte e immagazzinano anidride carbonica. Di giorno, mentre gli stomi sono chiusi, la fotosintesi viene condotta utilizzando l’anidride carbonica immagazzinata. A causa delle temperature più basse e dell’umidità più elevata durante la notte, le piante CAM perdono un decimo di acqua per unità di carboidrati sintetizzati come le piante C3 standard.
Questo fico d’india non solo immagazzina acqua nei suoi succulenti cuscinetti (steli), ma si protegge anche dai predatori affamati con le sue spine. Le spine aiutano anche a ombreggiare la pianta e a catturare e dirigere l’umidità.
Un altro attributo prezioso delle piante CAM è la loro capacità di metabolismo al minimo durante la siccità. Quando le piante CAM diventano stressate dall’acqua, gli stomi rimangono chiusi sia di giorno che di notte; lo scambio di gas e la perdita di acqua quasi cessano. La pianta, tuttavia, mantiene un basso livello di metabolismo nei tessuti ancora umidi. Proprio come un motore al minimo può girare fino a piena velocità più rapidamente di uno freddo, un impianto a camme al minimo può riprendere la piena crescita in 24-48 ore dopo una pioggia. Pertanto, le piante grasse possono trarre rapido vantaggio dall’umidità superficiale effimera.
L’acqua immagazzinata in un ambiente arido richiede protezione dagli animali assetati. La maggior parte delle piante succulente sono spinose o tossiche, spesso entrambe. Alcuni si proteggono crescendo solo in luoghi inaccessibili. Tuttavia, altri si affidano al camuffamento. Arizona night blooming cereus, ad esempio, ricorda da vicino i gambi secchi degli arbusti in cui cresce.
Tolleranza alla siccità
La tolleranza alla siccità (o dormienza da siccità) si riferisce alla capacità di una pianta di resistere all’essiccamento senza morire. Le piante di questa categoria spesso perdono foglie durante i periodi di siccità e entrano in una dormienza profonda. La maggior parte della perdita di acqua è dovuta alla traspirazione attraverso le superfici fogliari, quindi le foglie cadenti conservano l’acqua negli steli. Alcune piante che normalmente non perdono le foglie hanno rivestimenti resinosi che ritardano la perdita di acqua (ad esempio, cespuglio di creosoto).
Le foglie di creosoto hanno un rivestimento resinoso che ritarda la perdita di acqua. Queste foglie si sono adattate per conservare l’acqua e sopravvivere alle alte temperature.
Le radici degli arbusti e degli alberi resistenti alla siccità sono estese rispetto a quelle delle piante nei climi più umidi, coprendo un’area fino al doppio del diametro della chioma. Sfruttano il terreno ad una profondità maggiore rispetto alle radici delle piante grasse; a volte si estendono a profondità estreme (ad esempio, mesquite). La maggior parte delle radici di un mesquite, tuttavia, sono entro tre piedi (0,9 m) della superficie.
La profondità di radicamento controlla le opportunità per i cicli di crescita. In contrasto con la strategia poco profonda delle piante grasse, è necessaria una pioggia sostanziale per bagnare la zona radice più profonda di arbusti e alberi. Dopo che una pioggia inzuppata è caduta, arbusti come il brittlebush e il creosoto impiegano alcune settimane per riprendere la piena crescita dalla dormienza profonda. Il compromesso tra questa strategia e quella delle succulente è che una volta che il terreno più profondo è bagnato da diverse piogge rimane umido molto più a lungo dello strato superficiale, supportando diverse settimane di crescita.
Le piante grasse possono assorbire l’acqua solo quando il terreno è quasi saturo. Al contrario, le piante resistenti alla siccità possono assorbire acqua dal suolo molto più secco. Allo stesso modo, queste piante possono fotosintetizzare con basso contenuto di umidità delle foglie che si rivelerebbe fatale per la maggior parte delle piante.
Brittlebush ha foglie grigie per riflettere la luce del sole e rimanere un po ‘ più fresco. Inoltre lasciano cadere facilmente le foglie durante i periodi secchi e si sfogliano rapidamente dopo le piogge.
Evitamento della siccità
Le piante annuali sfuggono a condizioni sfavorevoli non esistenti. Maturano in una sola stagione, poi muoiono dopo aver incanalato tutta la loro energia vitale nella produzione di semi invece di riservarne alcuni per la sopravvivenza continua.
La maggior parte delle annuali del deserto di Sonora germoglierà solo durante una finestra stretta in autunno, dopo che il caldo estivo è calato e prima che arrivi il freddo invernale. Durante questa finestra di opportunità, ci deve essere una pioggia di ammollo di almeno un pollice per la maggior parte delle specie. Questa combinazione di requisiti è l’assicurazione di sopravvivenza: un pollice di pioggia nel clima mite dell’autunno fornirà abbastanza umidità del suolo che i semi germinanti probabilmente matureranno e produrranno semi anche se quasi non più pioggia cade in quella stagione. C’è ancora un’ulteriore assicurazione: anche nelle migliori condizioni non tutti i semi germoglieranno; alcuni rimangono dormienti. Sebbene i meccanismi non siano noti, una percentuale del raccolto di ogni anno di semi di lupino del deserto non germinerà fino a quando non avranno dieci anni.
Fiori selvatici come questi papaveri e lupini dell’Arizona aspettano solo le giuste condizioni. I fiori primaverili germinano durante le piogge autunnali / invernali. Fioriranno in primavera, poi andranno a seminare e morire prima che il caldo e il tempo secco entrino.
Le piantine producono rapidamente rosette di foglie durante il mite clima autunnale, rimangono piatte contro il terreno mentre crescono più lentamente durante l’inverno e si avvolgono in fiore in primavera. Poiché le piante sono poco appariscenti fino a quando non iniziano il bullone a molla, molte persone pensano erroneamente che le piogge primaverili producano i nostri display di fiori selvatici.
Le annuali sono comuni solo nelle comunità che hanno stagioni secche, dove la spaziatura delle piante perenni è determinata dallo spazio di radicazione necessario per ottenere abbastanza umidità per sopravvivere agli anni più secchi. Negli anni più umidi occasionali sia lo spazio aperto che l’umidità sono disponibili per essere sfruttati da una popolazione di annuali in rapida crescita. Più arido è l’habitat, maggiore è la percentuale di specie annuali. La metà della flora del deserto di Sonora è composta da specie annuali. Negli habitat più aridi, fino al 90% delle piante sono annuali.
L’ambiente desertico può sembrare ostile, ma questo è puramente un punto di vista di un estraneo. Gli adattamenti consentono alle piante e agli animali indigeni non solo di sopravvivere qui, ma di prosperare la maggior parte del tempo.
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Lo sapevate che fino al 70 per cento del consumo di acqua è all’aperto? Ecco perché amiamo le piante del deserto e li caratterizzano ogni mese. Visita la nostra pagina su Come scegliere e piantare piante a basso consumo di acqua per suggerimenti sulla selezione delle piante e su come piantare correttamente. Inoltre, assicurati di leggere tutti i nostri blog di piante del mese!
Questo articolo viene ristampato con il permesso. Puoi leggere l’articolo originale qui. Di tanto in tanto, l’acqua – Usarla Saggiamente presenta blogger ospiti che scrivono su argomenti relativi alla conservazione dell’acqua e dell’acqua. L’autore di questo post sul blog, Mark A. Dimmitt, è l’ex direttore di storia naturale presso l’Arizona-Sonora Desert Museum. Fondato nel 1952, la missione dell’Arizona-Sonora Desert Museum è quella di ispirare le persone a vivere in armonia con il mondo naturale promuovendo l’amore, l’apprezzamento e la comprensione del deserto di Sonora. Il museo è un’esperienza di fusione: zoo, giardino botanico, arte, galleria, museo di storia naturale e acquario.
Foto di Donna DiFrancesco