Lunghezza delle foglie e resistenza idraulica: fattori chiave per comprendere i fenomeni di mortalità e stress idrico nelle conifere

Temperature medie in aumento e condizioni di siccità sempre più intense e frequenti stanno influenzando a livello globale le comunità vegetali, inducendo diffuse situazioni di mortalità o stress severi. Non vi è ancora certezza in merito all’esatta serie di meccanismi fisiologici che portano alla morte di una pianta, ma un ruolo fondamentale sembra riguardare il collasso del sistema di conduzione xilematico. Nello specifico la resistenza idraulica del flusso xilematico gioca un ruolo fondamentale nel determinare le possibilità di sopravvivenza e nel guidare le variazioni morfologiche in risposta alle condizioni ambientali. Nelle foglie di latifoglia il diametro dei condotti xilematici aumenta man mano che ci si allontana dall’apice fogliare (fenomeno che prende il nome di catadiastole) seguendo una funzione potenza con esponente pari a circa 0.40. Una catadiastole così forte concentra la resistenza nella porzione terminale del percorso idraulico, consentendo la produzione di foglie anche molto lunghe e mantenendo virtualmente costante la resistenza totale del percorso idraulico indipendentemente dalla lunghezza della foglia. La notevole variabilità della lunghezza fogliare nelle conifere, le cui foglie tendono a presentarsi drasticamente più corte negli ambienti più secchi e freddi e negli individui di altezza maggiore (le sequoie, ad esempio), suggerisce la possibilità di una differente architettura idraulica.Se si ipotizza un tasso di catadiastole dei condotti xilematici fogliari inferiore nelle conifere, rispetto alle latifoglie, la resistenza idraulica aumenta con la lunghezza fogliare, la quale diviene il principale parametro di regolazione della resistenza idraulica. Per testare questa ipotesi abbiamo campionato foglie da 60 specie di conifere in vari ecosistemi e aree geografiche. Dalle sezioni trasversali alla base della foglia è stato calcolato il diametro delle tracheidi, mettendolo in relazione con la lunghezza fogliare. Per una decina di specie è stato analizzato l’intero profilo fogliare, con sezioni trasversali a diverse distanze dall’apice. Risultati preliminari mostrano un tasso di catadiastole medio pari a 0.12, quindi circa 1/3 rispetto a quanto osservato nelle latifoglie. Di conseguenza con l’aumentare della lunghezza fogliare la resistenza idraulica aumenta considerevolmente (con un aumento del 50% passando da una foglia di 5 cm a una di 10 cm). Ciò suggerisce che foglie più corte in condizioni di stress idrico consentono un contenimento della resistenza al flusso dell’intero percorso idraulico, rappresentando l’habitus con la miglior fitness, in quanto viene ottimizzato il trasporto idraulico e massimizza te resistenza e resilienza in condizioni di forte stress idrico, in modo particolare negli individui più alti. Questo studio mette in luce un aspetto fondamentale dell’anatomia funzionale delle foglie di conifera, fornendo un’importante chiave interpretativa delle risposte morfologiche acclimatative osservabili in seguito a determinate forzanti ambientali.