I cicli stagionali della Terra non funzionano come pensavamo

Due piantagioni di caffè in Colombia. Distano poche ore di guida oltre le montagne: una fa il raccolto a giugno, l’altra a dicembre. Come se stessero in emisferi opposti. Non lo sono: stanno ad appena duecento chilometri di distanza, ma i loro cicli stagionali ballano musiche diverse. 20 anni di immagini satellitari hanno mostrato quello che i modelli climatici faticano ancora a spiegare: le stagioni terrestri non sono sincronizzate. La Terra ha deciso che quattro stagioni uguali per tutti erano troppo noiose.

Drew Terasaki Hart dell’Università della California a Berkeley ha mappato i cicli stagionali degli ecosistemi terrestri del pianeta con una precisione mai vista prima. Pubblicato su Nature, lo studio usa dati NASA e algoritmi che identificano quando le piante crescono, fioriscono, si riproducono. Il risultato sono mappe animate che mostrano la crescita vegetale della Terra mese per mese. E quello che emerge è un calendario naturale molto più complicato di “inverno, primavera, estate, autunno”. Da “non esistono più le mezze stagioni”, ora siamo a “non esistono proprio le stagioni” uguali per tutti.

I punti caldi dell’asincronia stagionale

Le zone dove i cicli stagionali vanno completamente fuori fase si concentrano soprattutto in cinque aree climatiche mediterranee sparse per il mondo: California, Cile, Australia meridionale, Sudafrica e ovviamente (lo avreste detto?) il nostro Mediterraneo. In queste regioni, le foreste raggiungono il picco di crescita circa due mesi dopo rispetto ad altri ecosistemi terrestri. Un ritardo che crea schemi a “doppio picco” stagionale, dove l’attività biologica si ripete in fasi sfalsate.

Poi ci sono le montagne tropicali. Qui la topografia complessa influenza la circolazione dell’aria, che a sua volta determina precipitazioni e nuvolosità locali. Due versanti della stessa montagna possono avere cicli stagionali completamente diversi. Il meccanismo è ancora poco chiaro, ma potrebbe spiegare perché queste regioni ospitano una biodiversità così alta. La variabilità stagionale, insomma, non è un bug. È una feature.

Perché i cicli stagionali diversi creano più specie

Quando due habitat vicini hanno cicli stagionali asincroni, le risorse naturali diventano disponibili in momenti differenti dell’anno. Questo modella l’ecologia e l’evoluzione di flora e fauna in ciascun punto. Una specie potrebbe raggiungere la stagione riproduttiva prima o dopo rispetto alla stessa specie nell’habitat adiacente, impedendo l’incrocio genetico. Nel corso di molte generazioni, questo porta alla speciazione: due popolazioni separate diventano due specie distinte.

Non è teoria. I ricercatori hanno trovato evidenze concrete che l’asincronia stagionale causa timing riproduttivo sfasato in diverse popolazioni della stessa specie. E le zone dove i cicli stagionali vanno fuori sincrono coincidono con molti hotspot di biodiversità del pianeta. La correlazione è troppo forte per essere casuale. La variabilità dei cicli stagionali potrebbe essere uno dei motori nascosti della biodiversità terrestre.

Cicli stagionali sfasati, cosa significa per agricoltura e clima

Terasaki Hart spiega che questa visione del mondo ha implicazioni “anche in campi più lontani, come le scienze agricole o l’epidemiologia”. Se due regioni vicine hanno stagioni sfalsate, anche i raccolti, le migrazioni degli insetti, la diffusione delle malattie seguono pattern diversi. I modelli climatici e di conservazione che assumono stagioni uniformi non tengono conto della complessità reale del pianeta.

Prendiamo il caso del caffè colombiano citato all’inizio. Due fattorie separate da una catena montuosa possono avere cicli riproduttivi asincroni come se fossero in emisferi opposti. Questo non è un dettaglio folkloristico: influenza quando piantare, quando irrigare, quando raccogliere. E con il cambiamento climatico che altera i pattern stagionali a livello globale, capire queste variazioni locali diventa cruciale.

Come abbiamo visto per gli ecosistemi sotterranei, la biodiversità terrestre è molto più complessa di quanto immaginiamo. E la complessità dei cicli stagionali è un altro tassello di questo puzzle.

I satelliti che guardano crescere le piante

La tecnologia che ha reso possibile questa scoperta si chiama fenologia da superficie terrestre. In pratica: i satelliti NASA fotografano la Terra da vent’anni, registrando quando e dove le piante crescono. Gli algoritmi analizzano miliardi di pixel per identificare i pattern di crescita vegetale. Il problema è che i metodi tradizionali funzionano bene in Europa, Nord America e altre zone ad alta latitudine con inverni forti. Ma faticano ai tropici e nelle regioni aride, dove i cicli stagionali sono più sfumati.

Il team di Terasaki Hart ha sviluppato nuovi strumenti di analisi che catturano anche le variazioni sottili. Il risultato è una mappa senza precedenti dei cicli stagionali terrestri, con un livello di dettaglio che prima non esisteva. Siamo passati da un video a bassa risoluzione a uno in 4K: i dettagli che prima sfuggivano diventano improvvisamente visibili.

Il paradosso delle stagioni mediterranee

Uno dei pattern più intriganti emersi dalle mappe è quello delle cinque regioni climatiche mediterranee. Queste zone (che includono la California, il Cile, il Sudafrica, l’Australia meridionale e ovviamente il Mediterraneo) condividono un peculiare schema stagionale: inverni miti e piovosi, estati calde e secche. Ma i loro ecosistemi terrestri mostrano cicli di crescita sfasati di circa due mesi rispetto ad altri biomi.

Questo ritardo crea dinamiche ecologiche uniche. Le piante mediterranee hanno evoluto strategie di crescita che massimizzano l’uso dell’acqua piovana invernale, ma evitano lo stress idrico estivo. Il risultato è un doppio picco stagionale: uno in primavera, quando l’acqua è ancora disponibile, e uno in autunno, quando le prime piogge ritornano. I cicli stagionali mediterranei sono quasi una stagione a sé stante, inserita tra le quattro classiche.

La Terra ha stagioni più complicate di inverno-primavera-estate-autunno. Due luoghi a duecento chilometri di distanza possono vivere primavere in mesi diversi, estati sfasate, autunni che non coincidono. I satelliti lo vedono da vent’anni. Noi stiamo solo iniziando a capirlo.

Magari tra qualche anno riusciremo a prevedere come il cambiamento climatico modificherà questi pattern locali. Oppure scopriremo che i cicli stagionali sono ancora più caotici di quanto pensavamo. Nel frattempo, le piantagioni di caffè colombiane continuano a raccogliere in mesi diversi. E va benissimo così.