Ricerca partecipativa per foreste climate-smart

MyGardenOfTrees sta testando nuove provenienze di semi per le foreste europee. Il progetto di ricerca guidato da ricercatori dell’Istituto Federale di Ricerca WSL in Svizzera si rivolge a proprietari e gestori forestali di tutta Europa e li chiama a partecipare ad un esperimento senza precedenti. Obiettivo finale è creare uno strumento per aiutare i forestali a selezionare le provenienze ottimali e creare generazioni future di foreste resistenti al clima. 

Piante della stessa specie possano avere un aspetto diverso in ambienti diversi. Per fare un esempio noto a tutti, gli alberi ad alta quota sono spesso più piccoli di quelli a bassa quota. Tuttavia, le differenze non sono sempre così evidenti: il faggio europeo in Italia tollera meglio la siccità e il caldo rispetto al faggio europeo nel nord della Germania, ma osservando gli alberi a occhio nudo non si nota alcuna differenza. Per poter capire in che misura queste differenze siano geneticamente codificate o dovute all'ambiente gli scienziati da tempo hanno iniziato a condurre esperimenti mirati, anche se nella pratica i veri pionieri dei cosiddetti test di provenienza sono stati i “forestali” sul campo!

Breve storia dei test di provenienza in selvicoltura

Nel XVIII secolo, con le potenze imperiali europee concentrate sull’espansione territoriale e commerciale via mare, cominciarono ad emergere preoccupazioni per la diminuzione della disponibilità di legno di quercia e pino di qualità per la costruzione di navi. Nel tentativo di aumentare la produzione di legname, botanici e agronomi dell’epoca iniziarono a studiare la crescita degli alberi di diversa origine geografica – le “provenienze” – prendendo i semi da una zona e facendoli crescere in un’altra. Nel corso del XIX secolo, i test di provenienza ottennero sempre più interesse nella selvicoltura. Infatti, quando nel 1892 fu fondata l'Unione Internazionale delle Organizzazioni per la Ricerca Forestale (IUFRO), uno dei suoi primi compiti fu quello di avviare test di provenienza a livello internazionale.

I test hanno rivelato che gli alberi forestali presentano una grande variabilità intra-specifica.

Una parte di questa variabilità si conserva tra ambienti diversi, suggerendo una componente ereditabile nei tratti studiati. Un’altra parte invece è dovuta all’influenza dell’ambiente che fa si che alberi delle stessa provenienza manifestino un fenotipo diverso a seconda del sito d’impianto. Sulla base di questi risultati, studiosi e forestali iniziarono a pianificare trasferimenti di semi con lo scopo di ottimizzare la crescita e la produzione di legno. Mátyás ha giustamente affermato (Euphytica 92, 45-54, 1996): "[...] la ricerca sulle provenienze potrebbe essere uno dei contributi più importanti della selvicoltura alle scienze biologiche".

Perché dobbiamo andare oltre i test di provenienza classici?

Nel corso della storia dei test di provenienza, l'obiettivo è sempre stato quello di massimizzare la produzione di legname. Oggi, l'attenzione si sta spostando verso la varietà di servizi ecosistemici che le foreste sono in grado di fornire. Queste, infatti, immagazzinano carbonio e puliscono l'aria, filtrano le nostre riserve di acqua potabile, controllano le inondazioni, prevengono l'erosione del suolo, proteggono la biodiversità fornendo habitat a molte specie e, inoltre, offrono opportunità di svago e di educazione. La selvicoltura di oggi ha bisogno di foreste in grado di fornire tutti questi servizi.

Per affrontare le sfide richieste oggi alle foreste, è necessario rivedere il disegno sperimentale dei test di provenienza.

Il difetto più limitante dei test classici è che le provenienze vengono valutate solo nelle condizioni specifiche, spesso ideali, del sito sperimentale. Pertanto, ogni provenienza, o insieme di geni, viene testata solo in pochi ambienti.
Inoltre, esiste ancora una forte barriera est-ovest nella ricerca. Nonostante la maggior parte delle specie arboree forestali sia diffusa in tutta Europa, gli studi sono spesso a scala ridotta e tendono a seguire confini politici portando alla sovra rappresentazione di una regione geografica rispetto a un’altra. Pertanto, gli esperimenti oggi in atto non consentono di sfruttare l'intero potenziale (ovvero l'intera gamma di provenienze) di una specie ed è quindi difficile prevedere la scelta ottimale delle provenienze in qualsiasi sito forestale. 
Infine, un altro problema è che quando è in gioco la sopravvivenza delle foreste, non è sufficiente concentrarsi sulla crescita di alberi giá insediati. Anche la loro capacità di rinnovazione è essenziale, perché è proprio in questo stadio di sviluppo che gli alberi subiscono la più forte selezione naturale. Sfortunatamente, i test di provenienza sono condotti solitamente con piantine germinate e cresciute in vivaio, per cui non possono informarci sulla capacità di rinnovazione naturale delle provenienze. 

Test di provenienza di “nuova generazione”

MyGardenOfTrees, un progetto scientifico sostenuto dalla Commissione europea e guidato dall'Istituto federale di ricerca per la foresta, la neve e il paesaggio WSL, mira a colmare queste lacune sviluppando una rete di test di provenienza di nuova generazione. Invece di allestire grandi prove sperimentali in poche località, la responsabile del progetto, Katalin Csilléry, ha una visione innovativa:

con l'aiuto di forestali volontari, verranno allestiti centinaia di piccoli test in tutta Europa.

In questi test, chiamati micro-giardini, semi provenienti da tutta Europa e rappresentanti dei principali cluster genetici delle specie, saranno seminati direttamente nel terreno della foresta. Durante i 5 anni dell'esperimento, la germinazione, la sopravvivenza, la fenologia e la crescita delle piantine saranno monitorate dai forestali che volontariamente hanno aderito al progetto.

Micro-giardino realizzato a Beregszász (Ucraina) dagli studenti dell'Istituto d’Istruzione Superiore Ferenc Rákóczi II sotto la guida della Dott.sa Erzsébet Kohut.

Sulla base delle osservazioni inviate dai partecipanti e dei dati genomici raccolti ed analizzati dal team di ricercatori, MyGardenOfTrees creerà uno strumento di previsione in grado di segnalare ai gestori forestali se una provenienza è a rischio con i futuri cambiamenti climatici. Lo strumento, sotto forma di web tool interattivo, li aiuterà a selezionare le fonti di semi ottimali per la loro foresta.
La creazione di questo strumento è possibile solo grazie all'innovativo disegno sperimentale di MyGardenOfTrees. Con una raccolta semi che copra tutto l’areale di distribuzione delle specie, esso consente di testare l'intero patrimonio genetico di una specie in numerose condizioni ambientali – tante quanto saranno i micro-giardini installati. Questo è importante perché ogni provenienza ha una serie diversa di geni. A seconda delle condizioni ambientali a cui sono esposti, questi geni si esprimono e funzionano in modo diverso.

Tree climbers​ impegnati nella raccolta dei semi di abete (a sinistra, Parco Nazionale del Pollino, Basilicata) e faggio (a destra, Riserva Biogenetica Serra Nicolino - Piano dell'Albero, Calabria)

Per questi test su larga scala, il progetto si concentrerà su due complessi di specie: l'abete bianco (Abies alba Mill.), con le sue sottospecie mediterranee e orientali, e il faggio europeo (Fagus sylvatica L.), comprese le sue due sottospecie (ssp. sylvatica e ssp. orientalis).

Siete interessati a partecipare?

Il team di MyGardenOfTrees invita tutti i proprietari e/o gestori di foreste pubbliche e private a partecipare al "test di provenienza MyGardenOfTrees", il primo del suo genere in Europa, e a collaborare per creare foreste resistenti al cambiamento climatico.
Per partecipare è necessario individuare un'area forestale di conifere o latifoglie, possibilmente protetta da una recinzione a prova di fauna, ed impegnarsi a gestire un micro-giardino per cinque anni. Ogni micro-giardino è composto da quattro aree di 25 m² in cui cresceranno un totale di 100 piantine.
Se siete interessati visitate il sito web www.it.mygardenoftrees.eu per conoscere per maggiori dettagli.  

Unitevi alla comunità di MyGardenOfTrees: forestali volontari che lavorano insieme per un futuro di foreste sane e resistenti ai cambiamenti climatici.

La partecipazione vi darà la possibilità di testare nei vostri boschi una grande varietà di provenienze di abete bianco e faggio europeo, incluse le sottospecie quali il faggio orientale (dall’Iran e dalla Bulgaria), l’abete del Caucaso (dalla Georgia) o l’abete di Macedonia (dalla Macedonia del Nord). Inoltre, riceverete aggiornamenti regolari sui risultati scientifici del progetto e otterrete l’accesso allo strumento di previsione di MyGardenOfTrees.
Parchi regionali e nazionali, comunità montane, centri di ricerca pubblici e privati sono particolarmente benvenuti a partecipare e ad avvalersi del micro-giardino per sviluppare attività di educazione ambientale e progetti di ricerca. 

Per le istituzioni che dispongono di vivaio e area esterna sperimentale, sussiste inoltre la possibilità di installare un macro-giardino, piantando i semi in vivaio e trapiantando le piantine all’esterno dopo due anni. Visitate la sezione ‘I test’ sul sito web per informarvi sulle opzioni disponibili o la sezione ‘collaborazioni’ per conoscere le organizzazioni che si sono giá unite al progetto.

Ubicazione dei partecipanti che si sono uniti al progetto aggiornata all'estate 2023.

Come funziona?

Il progetto ha aperto le iscrizioni circa un anno fa. Da allora, sono successe molte cose: abbiamo raccolto semi di faggio e abete bianco lungo tutto l’areale di distribuzione delle specie, abbiamo pulito, processato ed etichettato centinaia di migliaia di semi e ne abbiamo testato la qualità nelle nostre camere climatiche. In questo momento, ci stiamo preparando per inviare semi di molteplici provenienze a centinaia di partecipanti in tutta Europa che li pianteranno nelle loro foreste e ne monitoreranno la crescita per 5 anni.

Raccolta semi di faggio in Slovenia. Un tree climber si muove sulla chioma scrollando i rami mentre gli operatori a terra raccolgono le faggiole cadute sui teli.

Test di germinazione sui semi di faggio. 

Se deciderete di partecipare, riceverete semi di entrambe le specie di diverse provenienze e gabbie metalliche appositamente progettate per proteggerli dalla predazione. Durante l'inverno, potrete allestire il vostro micro-giardino nella foresta che avete scelto e nella primavera del 2024 inizierete il monitoraggio. Durante il primo anno, registrerete il tasso di germinazione dei semi, nonché la fenologia e la crescita primaverile. Nei quattro anni successivi monitorerete la fenologia delle piantine sopravvissute in primavera e misurerete la loro crescita in autunno.

MyGardenOfTrees: dalla raccolta semi all'analisi dei dati. Il fumetto illustra in modo semplice e divulgativo tutti gli steps del progetto.

L'impegno di lavoro per il monitoraggio del micro-giardino è stimato in circa 30 ore all'anno. Il carico di lavoro maggiore è in primavera (settimanale), mentre in estate ci aspettiamo solo osservazioni mensili e un giorno intero di lavoro in autunno dopo la cessazione della crescita. Per annotare e condividere con noi le vostre osservazioni, dovrete semplicemente utilizzare il vostro smartphone e un'applicazione mobile o un modulo web progettato su misura che vi guiderà attraverso una raccolta dati senza sforzo. Sul sito web sono disponibili istruzioni dettagliate, compreso un video e un calendario preciso dell'impegno di lavoro nei diversi periodi dell'anno.
Dopo cinque anni, nell'autunno del 2028, vi verrà chiesto di inviarci un campione di ogni piantina sopravvissuta per l'analisi fisiologica e genetica. La prima versione dello strumento di previsione sarà consegnataa entro il 2027 e sarà in continuo miglioramento grazie alle osservazioni in arrivo.

Ogni micro-giardino è importante, perché più micro-giardini vengono creati, migliori saranno le previsioni.

Lavoriamo insieme per generare foreste resilienti che ci sosterranno per molte generazioni a venire!

Interessati a partecipare o a saperne di piú sul progetto?
Visitate la pagina web www.it.mygardenoftrees.eu o contattate la coordinatrice per l'Italia Nicole Ponta ().