Effetti delle variazioni microclimatiche sulla diversità e l’ecofisiologia dei licheni

Among the factors that threaten biodiversity at the global scale, climate change is becoming one the most important. The principal reason lies in the fact that organisms’ distribution is often highly dependent on climate. Nevertheless, the climatic conditions that organisms experience are often different from the macroclimatic conditions that studies on climate change normally consider. The presence of these conditions, which could vary over short distances, is due to the interaction between local factors, such as topography or vegetation, with macroclimate. These conditions, called microclimate, are ecologically relevant, especially for small organisms. As macroclimate changes, one could expect that these microclimatic conditions change proportionally. This is not always the case, as they may persist in specific areas even after general climatic conditions are changed. These areas are very important from a conservation point of view, as they may act as microrefugia for some species. This is particularly relevant for organisms whose physiology is closely linked to environmental conditions, as in the case of lichens. The significant influence of climate on these organisms makes them on the one hand very sensitive to climate change but also excellent biomonitors of this latter. The aim of this PhD thesis is to study the effects of microclimatic variations on the ecophysiology and diversity of lichens, considering different components of the microclimate and with a particular focus on climate change. Firstly, I analysed the influence of microclimatic variations on the frequency of growth forms, growth and photosynthetic efficiency of epiphytic and terricolous lichens in different habitats. Subsequently, the data obtained were used to study the effects of climate change on lichens. In this context, the capacity of certain trees to act as microrefugia for epiphytic lichens under different climate change scenarios in the Mediterranean environment was also evaluated. The results of this thesis show that microclimatic conditions have a strong influence on lichens and that even small microclimatic variations can lead to significant alterations in the performance of these organisms. The effects of climate change differ depending on the organism, its life stage and the scenario considered. Furthermore, the microrefuge capacity was found to be insufficient to preserve the diversity of epiphytic lichens in all future scenarios considered.

Il cambiamento climatico è una delle principali minacce per la biodiversità a livello globale. Il principale motivo è che il clima è uno dei fattori principali che influenzano la distribuzione degli organismi. Tuttavia, le condizioni climatiche che gli organismi sperimentano sono spesso diverse dalle condizioni macroclimatiche normalmente considerate dagli studi sul cambiamento climatico. La presenza di queste differenti condizioni, che spesso possono cambiare in brevi distanze, è dovuta all’interazione fra fattori locali, come topografia o vegetazione e il macroclima. Queste condizioni, definite microclima sono ecologicamente più rilevanti, specialmente per gli organismi di piccole e medie dimensioni. Quando il macroclima cambia, ci si può aspettare che il microclima cambi proporzionalmente. Questo non è sempre detto, poiché particolari condizioni microclimatiche possono permanere in aree specifiche anche dopo che il macroclima è cambiato. Queste aree sono particolarmente importanti da un punto di vista conservazionistico, poiché possono fungere da “microrifugi” per alcune specie. Questo fenomeno è particolarmente rilevante per organismi la cui fisiologia è strettamente legata alle condizioni ambientali, come nel caso dei licheni. La significativa influenza del clima su questi organismi li rende da una parte molto sensibili al cambiamento climatico ma anche degli ottimi biomonitor di quest’ultimo. L’obiettivo di questa tesi di dottorato è quella di studiare gli effetti delle variazioni microclimatiche sull’ecofisiologia e la diversità dei licheni, considerando diverse componenti del microclima e con un focus particolare sul cambiamento climatico. In primo luogo, è stata analizzata l’influenza delle variazioni microclimatiche sulla frequenza delle forme di crescita, sulla crescita e sull’efficienza fotosintetica di licheni epifiti e terricoli in habitat diversi. I dati ottenuti sono stati poi analizzati per studiare l’effetto del cambiamento climatico sui licheni. In questo contesto, è stata inoltre valutata la capacità di alcuni alberi di fungere da microrifugi per i licheni epifiti in diversi scenari di cambiamento climatico in ambiente mediterraneo. I risultati di questa tesi mostrano che le condizioni microclimatiche hanno una forte influenza sui licheni e che anche variazioni a piccola scala possono determinare alterazioni significative delle performance di questi organismi. Gli effetti del cambiamento climatico risultano essere differenti a seconda dell’organismo, del suo stadio di vita e dello scenario considerato. Infine, la capacità microrifugio è risultata non essere sufficiente per preservare la diversità dei licheni epifiti in tutti gli scenari futuri considerati.