Niche constraints drive differences between mycorrhizal fungal guilds in future range shifts

Sotto i nostri piedi, nel terreno scuro di foreste, campi e giardini, vive una vasta e invisibile rete di funghi. Questi non sono i funghi che vediamo spuntare dopo una pioggia, ma organismi filamentosi che formano partnership intime con le radici delle piante. Gli scienziati li chiamano funghi micorrizici. Essi agiscono come un'estensione del sistema radicale della pianta, protendendosi per raccogliere acqua e nutrienti che la pianta non può accedere da sola. In cambio, la pianta nutre i funghi con gli zuccheri prodotti dalla luce solare. Questo scambio è così fondamentale che avviene nel novanta percento di tutte le specie vegetali sulla Terra, rendendo questi funghi essenziali ingegneri dell'ecosistema globale. Essi aiutano a regolare quanto carbonio il pianeta immagazzina e come i nutrienti circolano attraverso il suolo. Eppure, nonostante la loro importanza, sappiamo molto poco su dove vivano questi funghi, quanta territorio coprano o come risponderanno mentre il mondo si scalda.

Un nuovo studio ha iniziato a colmare questo enorme vuoto nella nostra conoscenza mappando le dimore di centinaia di questi partner fungini. I ricercatori hanno raccolto una quantità sbalorditiva di dati: oltre 115.000 campioni di DNA fungino prelevati da suoli e radici in tutto il mondo. Utilizzando questi dati, hanno creato un atlante dettagliato di dove esistono attualmente 651 tipi comuni di questi funghi. Hanno poi utilizzato modelli informatici per prevedere come questi intervalli di vita cambieranno con il mutare del clima nel corso del prossimo secolo. Il lavoro rivela che non tutti i funghi sono costruiti allo stesso modo. Alcuni sono generalisti, a proprio agio in una grande varietà di condizioni, mentre altri sono specialisti, prosperando solo in ambienti molto specifici. Questa differenza di flessibilità determinerà quali funghi sopravviveranno ai cambiamenti in arrivo e quali faticheranno a trovare un posto dove vivere.

I ricercatori si sono concentrati su due gruppi principali di questi funghi. Il primo gruppo, noto come funghi micorrizici arbuscolari, è un lignaggio antico che si associa a una vasta gamma di piante, dalle erbe agli alberi tropicali. Il secondo gruppo, chiamato funghi ectomicorrizici, è più diversificato e tende ad associarsi con alberi come pini, querce e betulle. Analizzando le condizioni ambientali in cui ciascun tipo è stato trovato, il team ha scoperto che questi due gruppi occupano mondi molto diversi. I funghi arbuscolari sono i vagabondi del suolo; si trovano in un intervallo molto più ampio di temperature, regimi di precipitazioni e tipi di suolo. Possono vivere nelle foreste tropicali calde e umide così come in regioni più secche e fredde. Al contrario, i funghi ectomicorrizici sono più esigenti. Tendono a raggrupparsi in biomi più freddi e secchi, come le foreste boreali del nord e le zone temperate fredde. Le loro case sono più ristrette e sono meno capaci di tollerare un ampio spettro di condizioni ambientali.

Questa differenza di flessibilità si estende a ciò che guida la loro presenza in una specifica località. Per i funghi ectomicorrizici, il clima è la forza dominante. Temperatura e regimi di precipitazione sono le chiavi primarie che sbloccano dove possono crescere. La loro esistenza è strettamente legata al tempo atmosferico. I funghi arbuscolari, tuttavia, sono influenzati da un mix più complesso di fattori. Sebbene il clima conti anche per loro, la loro distribuzione è fortemente modellata dal suolo locale, dal tipo di piante che crescono sopra il terreno e persino dall'attività umana come il rogo o l'uso del suolo. Sono meno dipendenti dal clima generale e più responsivi ai dettagli immediati del loro quartiere locale. Ciò suggerisce che i funghi arbuscolari abbiano una "nicchia" più ampia, un termine che gli scienziati usano per descrivere l'intera gamma di condizioni che una specie può tollerare. I funghi arbuscolari possono gestire una varietà di situazioni molto più vasta rispetto ai loro partner ectomicorrizici.

Lo studio ha poi guardato al futuro, utilizzando scenari climatici futuri per vedere come questi intervalli potrebbero cambiare. I modelli prevedono una tendenza deprimente: lo spazio vitale adatto per questi funghi si restringerà per quasi tutti di essi. Sotto uno scenario di alte emissioni, in cui i livelli di gas serra continuano a salire senza controllo, l'area totale in cui questi funghi possono sopravvivere è proiettata in diminuzione di quasi il quattordici per cento. Ciò equivale a una perdita di circa 2,2 milioni di chilometri quadrati di habitat. Questa perdita non è condivisa equamente tra i due gruppi. I funghi ectomicorrizici, con le loro nicchie più strette e dipendenti dal clima, dovrebbero soffrire di più. I loro intervalli abitabili sono previsti in contrazione di circa il ventisei per cento in media. I funghi arbuscolari, con la loro tolleranza più ampia, perderanno comunque terreno, ma i loro intervalli dovrebbero restringersi di un margine minore, circa il sette per cento.

I ricercatori hanno scoperto che i funghi con le nicchie più piccole e specifiche sono quelli più vulnerabili a questi cambiamenti. Per il gruppo ectomicorrizico, esiste un legame chiaro: più limitate sono le preferenze ambientali di un fungo, più è probabile che il suo intervallo scompaia con il cambiamento del clima. Questa relazione non era altrettanto chiara per i funghi arbuscolari, la cui più ampia adattabilità sembra proteggerli dagli effetti peggiori, almeno in queste simulazioni. Lo studio ha inoltre evidenziato che, anche all'interno dello stesso gruppo di funghi, esiste una enorme variazione. Alcune specie dello stesso genere potrebbero perdere quasi tutto il loro habitat, mentre altre della stessa famiglia potrebbero effettivamente guadagnare terreno o rimanere stabili. Ciò significa che il futuro della biodiversità fungina non sarà un declino uniforme, ma un complesso rimescolamento in cui alcuni specialisti svaniscono e i generalisti persistono.

Queste scoperte offrono una linea di base critica per comprendere il futuro della vita sotterranea del nostro pianeta. Poiché questi funghi sono così profondamente legati alla salute delle foreste e al ciclo del carbonio, il loro declino potrebbe avere effetti a catena che si estendono ben oltre il suolo. Se i funghi che aiutano gli alberi ad assorbire i nutrienti scompaiono, gli alberi stessi potrebbero faticare a sopravvivere, alterando potenzialmente il modo in cui le foreste immagazzinano il carbonio e rispondono alla siccità. Lo studio non sostiene di aver risolto il mistero della distribuzione fungina, né tiene conto di ogni fattore, come la velocità con cui i funghi possono spostarsi in nuove aree o come potrebbero adattarsi evolutivamente. Tuttavia, mappando le dimore attuali di questi organismi e modellandone il futuro, i ricercatori hanno fornito un chiaro avvertimento. Il mondo sta cambiando più velocemente di quanto i suoi partner sotterranei più importanti possano tenere il passo, e le conseguenze della perdita di questi funghi specializzati potrebbero rimodellare gli ecosistemi di cui dipendiamo.