Modelli computerizzati sviluppati dall’Università di Chicago e dall’Argonne National Laboratory prevedono che condizioni più calde e secche nel Nord America limiteranno la crescita di un fungo che normalmente frena la diffusione della falena spugnosa, una specie invasiva che ha causato danni per milioni di dollari al mondo. foreste.
La ricerca, pubblicata in Natura Cambiamenti climatici, sottolinea l’importanza di tenere conto di più organismi e delle loro interazioni nel prevedere i potenziali impatti dei cambiamenti climatici, poiché le temperature più calde causano effetti domino inaspettati negli ecosistemi.
“La stragrande maggioranza dei precedenti studi sui cambiamenti climatici esamina i singoli organismi, ma una piccola quantità di cambiamento climatico può avere un grande effetto quando lo si combina su più specie”, ha affermato Greg Dwyer, PhD, professore di ecologia ed evoluzione alla UChicago e senior autore del nuovo studio. “Quindi, i modelli computerizzati sono cruciali per comprendere gli effetti del cambiamento climatico sulle interazioni tra le specie”.
Piccoli cambiamenti portano a grandi impatti
La falena spugnosa (Lymantria dispar) fu introdotta per la prima volta nelle foreste di latifoglie del New England nel 1869. Originarie dell’Europa, le femmine delle falene depongono le uova su superfici come rami, legna da ardere accatastata e mobili da esterno. Le uova tendono ad arrivare con questi oggetti quando le persone li spostano, quindi l’insetto si è diffuso lontano da dove è stato rilasciato accidentalmente per la prima volta in Massachusetts. I bruchi spugnosi delle falene si nutrono delle foglie di alberi e arbusti, in particolare querce. Per decenni dopo la loro introduzione, i bruchi tracciarono un percorso di distruzione attraverso le foreste, defogliando e uccidendo alberi per acri.
Nel 1989, un’infezione letale causata dal fungo Entomofaga maimaiga cominciò a diffondersi tra le falene spugnose. Anche questo fungo non è originario del Nord America, ma nessuno sa con certezza come e quando sia arrivato. Potrebbe essere stato introdotto deliberatamente per controllare le falene, o potrebbe essere stato portato accidentalmente negli Stati Uniti dal Giappone, da dove è originario. Tuttavia da allora è riuscita a tenere sotto controllo le falene spugnose, risparmiando milioni di alberi.
Anche un altro agente patogeno, il nucleopoliedrovirus (NPV), può tenere sotto controllo l’insetto, ma ha bisogno di grandi popolazioni per diffondersi. Il vantaggio naturale del fungo è che può crescere e infettare le tarme in piccole quantità prima che vengano fatti troppi danni, ma solo se le condizioni sono fresche e umide.
“Anche piccole riduzioni del tasso di mortalità delle falene portano a grandi aumenti della defogliazione”, ha detto Dwyer. “Se non vengono uccisi quando sono a bassa densità un anno, l’anno successivo torneranno a densità più elevata. Questo processo di moltiplicazione continua.”
Non abbastanza pessimista
Dwyer ha trascorso la sua carriera modellando le interazioni tra malattie infettive e varie specie, dai conigli selvatici agli insetti. Nel 2004, in una delle sue prime pubblicazioni all’Università di Chicago, sviluppò un modello che teneva conto della falena spugnosa, dei suoi predatori come topi e scoiattoli e dei tassi di infezione NPV. Nel 2020, il suo laboratorio ha progettato più modelli per esplorare come la densità delle popolazioni di falene e le condizioni meteorologiche influenzano le epidemie della specie. E. maimaiga fungo. Questi modelli hanno dimostrato che l’integrazione dei dati climatici ha prodotto previsioni molto migliori rispetto ai modelli che non tengono conto del clima, gettando il seme per il nuovo studio.
Dwyer e il suo studente Jiawei Liu hanno lavorato con Jiali Wang, PhD, uno scienziato atmosferico della Divisione di Scienze Ambientali dell’Argonne National Laboratory, e Rao Kotamarthi, PhD, Scienziato Capo della Divisione di Scienze Ambientali dell’Argonne, per incorporare dati climatici più precisi nei nuovi modelli per infestazioni da tarme spugnose. Wang e Kotamarthi sono specializzati nel prendere modelli di cambiamento climatico su larga scala, diciamo per tutto il Nord America, e nel ridimensionarli a regioni più piccole, come una parte di uno stato. Ciò ha consentito al team di Dwyer di tenere conto delle differenze più sfumate nei modelli meteorologici e nelle popolazioni di insetti in più regioni.
Le previsioni risultanti erano scoraggianti. Poiché il cambiamento climatico porta condizioni più calde e secche nelle foreste, i tassi di infezione fungina nei prossimi decenni diminuiranno drasticamente, il che significa che più falene sopravvivranno per distruggere più alberi. Anche se ciò sembra lontano nel futuro, negli ultimi anni le precipitazioni inferiori alla media e le temperature superiori alla media hanno già portato a grandi epidemie di tarme spugnose, che Dwyer ha affermato di non aspettarsi che accadesse così presto.
“Le nostre proiezioni erano pessimistiche, ma probabilmente non abbastanza pessimistiche. È molto preoccupante”, ha detto.
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