Flora alpina: adattamento delle piante all’altitudine

Relazione della conferenza di lunedì 5 Giugno 2017 presso la Sede Antares di Legnano

Relatore: Roberto Olgiati, dottore naturalista.

Pulsatilla vernalis (L.) Mill.
Monte Cazzola (2330 m; Alpe Devero, VB);
sullo il Pizzo Cervandone (3210 m).

Per “Ecologia” si intende la scienza che studia le relazioni strutturali e funzionali che si instaurano tra gli organismi viventi e l’ambiente in cui vivono, che è costituito da esseri viventi, acqua, aria, suolo, rocce. Tutte queste componenti sono sottoposte all'azione di fattori biologici, chimici e fisici che interagiscono continuamente nel corso dell’evoluzione.

Gli organismi viventi, nel corso dell’Evoluzione biologica, sviluppano particolari adattamenti che permettono loro di aumentare le capacità di sopravvivere in un dato ambiente. Questi adattamenti derivano da un complicato processo di mutazione genica e selezione naturale che agisce senza sosta da oltre quattro miliardi e mezzo di anni fa!

Soldanella alpina L.
Laghi di Sangiatto, 2000 m; Alpe Devero, VB.

Questo infinito processo ha determinato le differenziazioni morfologiche, fisiologiche e anatomiche degli organismi, agevolandone l’esistenza nelle particolari condizioni ecologiche in cui si sono evolute. La selezione naturale favorisce gli individui portatori di caratteristiche che li rendono meglio adattati alle condizioni ambientali in cui vivono: questo fa sì che i caratteri positivi da loro posseduti – corrispondenti ai geni favorevoli presenti nel loro DNA – si trasmettano alle generazioni successive.

Ogni volta che osserviamo un fiore in alta montagna, stiamo ammirando un piccolo miracolo della natura. Le particolari condizioni climatiche presenti in altitudine fanno sì che la sopravvivenza della flora sia particolarmente messa alla prova in condizioni estreme e selettive.

Quali fattori influiscono sulla resistenza delle piante in quota?

Androsace vandellii (Turra) Chiov.
Lago Devero (VB), 1900 m.

La temperatura. Probabilmente il fattore più ovvio, ma forse quello che più di ogni altro influisce sulla presenza o meno di certe piante. Ogni 100 metri in altezza si perdono circa 0,5-0,6°C con il risultato che oltre una certa altitudine (intorno ai 3000 metri) si hanno condizioni paragonabili a quelle dell’artico. A questo si aggiunga la forte escursione termica tra giorno e notte, assai più marcata rispetto a quanto accade nelle pianure e alle quote inferiori. In generale l’estate alpina è molto breve diminuendo mediamente di 11-12 giorni ogni 100 metri di maggiore altitudine; varcando la quota di 1700-1800 metri la neve può cadere in effetti in qualsiasi mese dell’anno.

L’umidità assoluta presente in atmosfera diminuisce salendo di quota al punto che a 3000 metri è pari a circa un terzo di quella presente al livello del mare. Da rilevare è inoltre la grande rapidità con cui il grado igrometrico oscilla passando in breve tempo dalla saturazione alla secchezza, fenomeno che spiega i rapidi cambiamenti meteorologici in alta montagna.

Il vento è spesso incessante e naturalmente più sostenuto rispetto alle pianure per via delle continue burrasche che si abbattono sulle cime.

Eritrichium nanum (L.) Schrad. ex Gaudin
Passo dei Salati sul sentiero per lo Stolenberg
al confine tra Val Sesia (VC) e Valle di Gressoney (AO), 2980 m.

Le precipitazioni di norma sono più abbondanti salendo d’altitudine sino ai 2000-2500 metri; oltre questa quota tornano progressivamente a diminuire.

L’esposizione alle intemperie dipende dalla disposizione delle valli con versanti e crinali in grado di condizionare il microclima locale.

L’innevamento, spesso persistente per molti mesi all’anno, abbrevia la stagione vegetativa. A questo si aggiunge il carico che la neve esercita sulle piante sottostanti. La neve incide sulle piante al punto che le fioriture sono regolate esclusivamente dalla sua scomparsa.

La radiazione ultravioletta aumenta proporzionalmente alla quota a causa della rarefazione dell’aria e la sua intensità può minacciare la sopravvivenza delle piante.

La siccità. Questo potrà sorprendere chi associa l’assenza d’acqua ai deserti ma in effetti l’acqua in montagna è per lunghi periodi accumulata in forma di neve o ghiaccio non essendo così assimilabile dagli apparati radicali. Anche nella breve estate alpina, la rarefazione dell’aria e lo scarso quantitativo di umidità disponibile facilita l’evaporazione rendendo disponibile l’acqua solo per brevi periodi.

I mutamenti del terreno: pareti rocciose che si sgretolano sotto l’effetto di neve e ghiaccio, detriti che si muovono, frane e slavine.

A causa di questi numerosi fattori le piante hanno escogitato adattamenti specifici mirati alla difesa dalle condizioni così estreme che caratterizzano l’alta montagna.Andiamo ora alla scoperta dei principali metodi di adattamento adottati dalle piante: questo ci permetterà di apprezzare e mostrare maggiore rispetto a queste forme di vita; rimarremo affascinati dalla “forza della vita” che, anno dopo anno, concede loro di fiorire anche dove potrebbe sembrare impossibile, come per esempio sulle pareti strapiombanti o sulle creste più impervie.

Salix reticulata L.
Lago di Sangiatto inferiore (1990 m), Alpe Devero; VB, Italia.

IL NANISMO  –  Salendo ad alta quota le piante presentano taglia estremamente ridotta. Il vantaggio risiede nella capacità di resistere meglio al vento e agli agenti atmosferici nonché al peso della neve. Non sarebbe infatti possibile, per la vegetazione ad alto fusto, resistere alle tempeste di neve e al vento impetuoso presente in altitudine. Il nanismo rende inoltre possibile sfruttare, per insediarsi, ogni minimo spazio offerto dalla roccia o dal terreno.

Silene exscapa All. sulle piste da sci Staffal-Salati (2450 m,
Valle di Gressoney; AO, Italia).
Sullo sfondo: Lyskamm e Vincentpiramid (Gruppo del Rosa).

FORMA A CUSCINETTO  –  Il vento e il carico esercitato dalla neve sono spesso affrontati dalle piante con una conformazione a “cuscinetto” che annulla il danno che sarebbe provocato avendo rami o steli; questi sarebbero infatti facilmente spezzati. Sono piante che spesso vegetano nelle fessure delle rupi e  presentano un apparato radicale allungato e ingrossato capace di penetrare profondamente nelle rocce.

Spesso le specie alpine sviluppano moltissimi fusticini di minima dimensione ramificati a raggiera creando un compatto “pulvino” che offre un ulteriore vantaggio: può essere trattenuta l’umidità necessaria per far fronte alla siccità. Curioso è inoltre il fatto che le vecchie foglie e fiori restano intrappolati nel cuscinetto per poi essere decomposti in humus; il cuscinetto è in questo modo “auto-rigenerante”.

Sedum alpestre Vill.
Lago Gabiet, Valle di Gressoney (AO); 2350 m.

ADATTAMENTO ALL’ASSENZA D’ACQUA

1 – le foglie succulente

Mantenere una riserva d’acqua è essenziale in un ambiente dove essa è spesso accumulata come neve o ghiaccio e quindi non è assimilabile dalle piante. Nei giorni sereni, la forte insolazione, l’assenza di umidità e il vento asciuga molto rapidamente le foglie richiedendo speciali adattamenti per mantenere il giusto livello di liquidi necessario al sostentamento della pianta. Alcune di esse si sono adattate sviluppando foglie succulente in grado di immagazzinare acqua. E’ il caso dei Sempervivum e dei Sedum che presentano il classico aspetto di “pianta grassa”, ma foglie succulente caratterizzano anche alcuni tipi di Primula e Sassifraga. In molti casi le foglie sono raccolte in rosette in modo tale che possono farsi ombra a vicenda fornendo così ulteriore protezione dalla traspirazione.

Leontopodium alpinum Cass.
lungo il sentiero per il Passo Zube
(2874 m; Valle di Gressoney, AO).

2 – la lanugine superficiale

Molte piante alpine sono rivestite da una fitta lanugine superficiale bianco-argentata che ha il doppio effetto di difendere la pianta dai rigori impedendo nel tempo stesso la traspirazione dei liquidi. Il meccanismo è concettualmente semplice ma di grande efficacia: la lanugine crea un sottile strato isolante in grado di attenuare la differenza d’umidità presente tra l’aria esterna e l’interno della pianta; di conseguenza è rallentata l’evaporazione dei tessuti interni. Talvolta è invece adottato il metodo opposto: poiché l’eccessivo riscaldamento favorisce la traspirazione, alcune piante non hanno lanugine ma presentano foglie spesse e dalla superficie lucida in grado di riflettere le radiazioni solari più forti e nocive. Questo effetto “specchio” è peraltro generato anche dall’insieme della lanugine superficiale essendo costituita da cellule morte e traslucide con effetto rifrangente nei confronti della luce. Come esempio di piante ricoperte da una fitta peluria possiamo senz’altro citare le splendide Pulsatilla montana e Pulsatilla vernalis, nonché le foglie dell’Androsace alpina. Ancora più famosa è la Stella alpina (Leontopodium alpinum) con i suoi inconfondibili petali dall’aspetto vellutato.

Linaria alpina (L.) Mill.
presso il Lago Gabiet a quota 2400 m
in alta Valle di Gressoney (AO).

PIANTE MIGRATRICI E STABILIZZATRICI  –  La presenza di ghiaioni, pietraie e colate detritiche rende difficile la presenza di piante per via del continuo rotolamento di pietre o del ruscellamento superficiale delle acque. Le piante rischiano continuamente di essere sepolte dalle rocce o trasportate via dal movimento dei detriti. Nonostante ciò alcune specie vegetali definite “glareofite” sono specializzate nel sopravvivere in questi particolari ambienti.

Esistono le cosiddette “glareofite migranti” che si avventurano sui pendii più instabili. L’emissione di getti striscianti in grado di radicare è una garanzia per la pianta: in caso di seppellimento legato allo spostamento dei detriti essa può infatti rigenerarsi a breve distanza (i cosiddetti “occhi dormienti”) dando la sensazione di una migrazione della stessa.

Un’altra tipologia di piante è data dalle “glareofite striscianti”, le quali emettono una fitta rete di sottili getti in grado di “galleggiare” sui detriti senza offrire alcuna resistenza. Spesso presentano radici sottili e fascicolate in grado di raggiungere la terra sottostante.

Altre specie dette “stabilizzatrici” o “glareofite fissanti” presentano un sistema radicale complesso (spesso un robusto rizoma ramificato e flessuoso) in grado di penetrare molto profondamente nel terreno sino ad ancorarsi saldamente al substrato con l’effetto di stabilizzare il pendio vincendo la sollecitazione meccanica determinata dai piccoli ma continui movimenti del pietrame. La pianta è inoltre in grado di ricercare in profondità l’acqua e il nutrimento al contrario assente sulla superficie dei ghiaioni.

Ranunculus glacialis L.
Monte Rosa presso Capanna Gnifetti, 3625 m.

Le “glareofite sbarranti” sono in grado di trattenere i detriti fini grazie a un germoglio formato da un fitto cespo oppure grazie ad un intricato groviglio di radici rivolte perpendicolarmente rispetto al pendio. In relazione a quest’ultima tipologia un rappresentante classico è dato dal Ranuncolo dei ghiacciai (Ranunculus glacialis). Questa pianta presenta un’ulteriore forma di adattamento: nei suoi tessuti accumula zuccheri solubili anziché amidi, come avviene normalmente, in una concentrazione tale da abbassarne il punto di congelamento e permetterne la sopravvivenza anche a temperature di molti gradi al di sotto dello zero.

Le “glareofite coprenti” sono caratterizzate da un apparato vegetativo molto sviluppato. La fitta rete di getti e rami riesce a frenare o catturare i detriti fini avendo un effetto stabilizzante sul pendio.

Aconitum napellus L.
Piani di Artavaggio (Valsassina),
sentiero per il Monte Sodadura, 2010 m.

PIANTE DEI PASCOLI  –  Apriamo una breve parentesi sulle piante che condividono l’habitat con gli animali da pascolo; questi ultimi sono un ulteriore fattore di rischio che esula dagli aspetti climatici. Mentre alcune piante sono coriacee e spinose, altre più tenere e fragili crescono su rocce o ripidissimi pendii (è il caso di alcuni tipi d’orchidea) riparandosi dal calpestio e dalla bocca degli animali. Altre specie presentano radici solide in grado di sopportare la devastazione degli animali al pascolo riuscendo così a ricrescere. Vi sono piante la cui difesa è costituita dal loro sapore: le genziane sono amarissime e senz’altro avrete notato come siano accuratamente evitate da mucche e pecore; il Napello (Aconitum napellus L.) e la Luparia (Aconitum lycoctonum) sono fortemente velenosi. Gli adattamenti sono anche in questo caso necessari per garantire la sopravvivenza.

LA RIPRODUZIONE  –  Un serio problema per le piante d’alte montagna riguarda la riproduzione. L’impollinazione, meccanismo scontato nelle pianure, è invece molto più difficile in altitudine a causa dei fattori elencati in precedenza. Il vento stesso essendo discontinuo, spesso troppo intenso, non è affidabile e di conseguenza gli insetti, i quali pure scarseggiano in questi ambienti, restano il principale veicolo per la riproduzione.

Papaver alpinum L. subsp. rhaeticum (Leresche) Markgr.
Passo di Campagneda (2636 m; ValMalenco SO).

colorazione dei fiori  –  In quota non abbondano gli insetti impollinatori; le piante d’alta montagna si adattano a questa carenza generando fiori particolarmente colorati e quindi visibili con maggiore facilità. La vivace colorazione permette di non sprecare nemmeno un istante nei pochi giorni favorevoli: la stagione estiva è sulle Alpi assai piovosa; occorre quindi sfruttare la presenza degli insetti nei pochi momenti di stabilità atmosferica.

dimensione dei fiori  –  Altro esempio di adattamento all’alta montagna è dato dalla dimensione abnorme di certi fiori rispetto alla taglia della pianta nel chiaro tentativo di attirare quanti più insetti sia possibile.

SFRUTTARE LA RADIAZIONE SOLARE  –  Le piante d’alta quota hanno imparato a difendersi e al tempo stesso a sfruttare la radiazione solare. I nocivi raggi ultravioletti sono tanto più penetranti quanto più si sale d’altitudine a causa della rarefazione dell’aria e della carenza d’umidità nei giorni tersi. I fiori hanno imparato a difendersi dalle radiazioni nocive ancora una volta sfruttando colorazioni sgargianti; i pigmenti colorati hanno infatti potere assorbente nei confronti delle radiazioni nocive.

Soldanella pusilla Baumg.
Laghi Boden (2348 m).
Alta Val Formazza (VB, Piemonte; Italia).

FIORITURA ANTICIPATA  –  La maggior parte delle piante alpine non è in grado, a causa del periodo estivo troppo breve in alta quota, di eseguire l’intero ciclo vitale in un solo anno (germinazione, crescita, fioritura, maturazione del seme, morte). Questo spiega perché sulle Alpi non sono frequenti le piante annuali e le poche sono di piccola taglia. La stragrande maggioranza delle piante sono invece di tipo “perenne”, ovvero l'apparato radicale rimane vivo per più anni, protetto in inverno dalla neve. Di norma foglie e fiori sono invece sostituiti ogni anno e i loro residui secchi spesso partecipano nel proteggere le gemme, al livello del terreno, che in primavera dovranno prontamente germogliare.

Molte piante si adattano al clima accelerando il processo di fioritura per sfruttare al massimo la breve estate alpina; accade infatti che il loro ciclo vegetativo abbia inizio addirittura d’inverno: paradossalmente la neve diviene, in questi casi, una preziosa alleata. Il manto nevoso mantiene infatti la temperatura del suolo appena al di sopra dello zero (la neve è un eccellente isolante), impedendo un eccessivo raffreddamento dello stesso. Il suolo è inoltre salvaguardato dall'inaridimento: il terreno è infatti mantenuto umido sia dal lento stillicidio della neve stessa sia perché il manto nevoso lo difende dai venti che in montagna hanno un elevato potere di evaporazione. La neve concede inoltre, a meno che non sia eccezionalmente abbandonante, che la luce filtri sino al terreno; si tratta di un’illuminazione tenue, diffusa, ma sufficiente a permettere il proseguimento dell’attività fotosintetica.

Crocus albiflorus Kit.
Piani di Artavaggio, 1700 m (Valsassina, LC).

Si può quindi affermare che l’attività di certe piante perenni non subisca una sosta invernale, ma solo un rallentamento di intensità. A riprova di questo esistono numerose specie alpine che producono gemme in pieno inverno pronte a fiorire non appena ha inizio il disgelo. Altre piante sono addirittura in grado di fiorire al di sotto della coltre nevosa o quando essa è in via di fusione. Fra tutte ricordiamo la Sassifraga rossa (Saxifraga oppositifolia), la piccola Soldanella alpina e il bellissimo Croco (Crocus vernus): quest’ultimo si difende dai rigori anche grazie a un organo sotterraneo carnoso (tubero o bulbo).

ALTRI ADATTAMENTI  –  Alcuni tipi di pianta ricorrono a metodi alternativi e complementari all’impollinazione per aumentare le probabilità di riproduzione. Ad esempio, l’Ambretta strisciante (Geum reptans), pianta tipica delle morene glaciali, produce fusti striscianti (stoloni) che vanno a produrre nuovi cespi a breve distanza. Altre piante producono gemme o bulbilli da ognuno dei quali si sviluppa un nuovo individuo (tra gli esempi classici c’è la Poa alpina e il Polygonum viviparum). Curioso il caso della Viola gialla (Viola bifora) che fiorisce in tempi diversi aumentando sensibilmente la probabilità di essere impollinata.

Occorre inoltre accennare ai semi delle piante alpine che in genere sono piuttosto piccoli e leggeri in modo da facilitarne la dispersione a opera del vento. Possiamo citare come esempio i frutticini piumosi della Pulsatilla alpina.

Silene exscapa All.
Alta Val Formazza presso i Laghi Boden (2348 m);
sullo sfondo il Pizzo Castel (Kastelhorn, 3128 m).

Termina così la nostra carrellata tra le piante alpine alla scoperta dei loro adattamenti per vincere la lotta per la sopravvivenza. Siamo convinti che se amate veramente la natura sarete rimasti affascinati dalla loro capacità di resistere alle più svariate minacce.

E’ necessario conoscere per rispettare maggiormente la Vita in ogni sua forma: la flora alpina ne è soltanto un piccolo frammento. Lassù fra aridi ghiaioni, sulle strapiombanti pareti verticali, sotto il sole cocente, a volte sulle morene glaciali o con le radici perennemente nell'acqua i fiori continueranno, anno dopo anno, nella breve estate d’altitudine a rallegrare i nostri occhi con il loro colore stupendoci per la loro straordinaria bellezza!

Testo e fotografie: Roberto Olgiati, dottore naturalista.

La galleria completa di immagini si trova sul sito dell'Associazione Antares di Legnano al seguente link:

https://www.antareslegnano.org/wp/2017/06/24/flora-alpina-adattamento-delle-piante-allaltitudine/