PHOTOPLANT - Response of arctic and alpine ecosystems to photoperiod-climate interaction in the context of climate change
Abstract:
Photoperiod is an ecological factor that functions as a regulator of various phenological and physiological processes that has been overlooked by the literature in the context of local adaptation and plant response to climate change. Considering that photoperiod will remain constant, but temperature warming is expected to increase faster in the arctic than in the alpine systems and precipitation will increase in the former area and will be more irregular in the latter, an interaction between photoperiod and climate is expected to affect plant response to climate change in arctic and alpine ecosystems. PHOTOPLANT aims to experimentally test the interaction between photoperiod and climate (temperature, water availability) in arctic and alpine grassland species. Plant response to photoperiod, temperature and water availability is evaluated in terms of local adaptation and phenotypic plasticity. This is the firststudy including photoperiod as an ecological factor in the response of arctic and alpine plant species and ecosystems to climate change. Reciprocal transplanting of vegetation swards and species from arctic and alpine sites is for the first time applied along a latitudinal gradient. Expected applications are in the field of ecological restoration, conservation and management such as, assisted colonisation, plant translocation, restoration of degraded and fragmented habitats, management of alpine systems, maintenance and management of ecosystem services.
Risultati attesi:
La stagione vegetativa per le specie artico-alpine è breve, circa 1-12 settimane. La temperatura e il fotoperiodo influenzano sia le fasi fenologiche (fogliazione, fioritura, senescenza ecc), sia i tratti fisiologici (ad es. il tasso di crescita, l’efficienza fotosintetica) con ripercussioni sulla plasticità delle specie e la loro capacità adattativa o il potenziale migratorio. Un aumento delle temperature medie legate al cambiamento climatico porta certamente ad una maggiore durata della stagione di crescita. Le piante maggiormente sensibili potrebbero anticipare i ritmi fenologici legati sia alle fasi vegetative che riproduttive. Questo può, a sua volta, avere ripercussioni sulla fecondazione (impollinazione) e la maturazione dei frutti. E’ quindi possibile che le piante sottoposte a manipolazione in campo della temperatura e del fotoperiodo con camere climatiche e lampade (common garden sperimentale presso l’Orto Botanico B. Peyronel di Bobbio Pellice, 2300 m slm) accelerino i ritmi fenologici rispetto alle zolle di controllo. È però anche possibile che non ci sia una pronta risposta adattativa da parte delle specie sensibili al fotoperiodo, cosa che porterebbe a ridurre la loro capacità adattativa al global change. Ci aspettiamo anche che alcune piante rispondano maggiormente alla temperatura e meno alla durata del fotoperiodo. È la prima volta che il fotoperiodo viene associato alla temperatura per cui gli scenari possono veramente essere diversi: maggiori temperature possono stimolare la respirazione a discapito della fotosintesi e accelerare la senescenza così come ci può essere la soppressione della fotosintesi e della crescita. Vedremo quindi se, alle nostre latitudini, la fogliazione e la crescita dipendono maggiormente dal fotoperiodo (tipico delle alte latitudini) o dalla temperatura (tipico delle latitudini più basse). È quindi vitale conoscere le interazioni tra fotoperiodo e temperatura nel contesto attuale del cambiamento climatico.
Dettagli progetto:
Referente scientifico: Gerdol Renato
Fonte di finanziamento: Bando PRIN 2022
Data di avvio: 05/10/2023
Data di fine: 05/10/2025
Contributo MUR: 110.000 €
Cofinanziamento UniFe: 15.348 €
Sito web: https://photoplant.unipv.it/
Partner:
- Università degli Studi ROMA TRE (capofila)
- Università degli Studi di FERRARA