La belle verte
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Giu
30
2018
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Nastri contro la siccità

 

 

Nastri contro la siccità

 

Le piante adottano varie strategie per contrastare la siccità, che inevitabilmente si trovano ad affrontare in alcuni periodi dell’anno, vuoi per mancanza di acqua, vuoi per eccesso di irraggiamento e quindi di traspirazione. Ci sono piante in grado di cambiare il loro contenuto di acqua in base alle fluttuazioni ambientali (poichiloidriche) e altre il cui livello idrico non varia molto in relazione all’ambiente esterno (omeodriche). Le piante più tolleranti alla siccità sono generalmente quelle del primo gruppo perché hanno una serie di adattamenti mirati a tollerare la mancanza di acqua. Queste sono prevalentemente alghe, licheni, muschi ed epatiche, tutte piante senza vasi conduttori. Le seconde, invece, sono più che altro in grado di evitare la siccità con una serie di strategie legate alla condizione di omeoidricità. La tendenza alla tolleranza alla siccità diventa sempre meno marcata salendo la scala evolutiva, in proporzione all’aumento alla capacità di evitarla.

In un vecchio lavoro, Gaff (1972) cercava di elencare e raggruppare felci, gimnosperme e angiosperme (monocotiledoni e dicotiledoni) in base alla loro tolleranza alla siccità. Le più tolleranti erano le angiosperme, seguite da felci e gimnosperme. Ora, pensando ad abeti, pini, larici e compagnia bella certo fatichiamo a pensare che siano piante adattate a poca acqua, e difatti non lo sono. Le gimnosperme (conifere), piante senza semi, sono adattate sì agli alti livelli di irraggiamento tipici degli ambienti montani o comunque freddi, ma sono molto sensibili ai livelli di acqua nel terreno.

 

 

Come in qualsiasi classificazione di stampo umano, ci sono le dovute eccezioni. Una di queste è Welwitschia mirabilis, endemica del deserto della Namibia, nel sud est africano; una strana gimnosperma che ha pochissime caratteristiche normalmente associate a piante che vivono in ambienti aridi (xerofite).

Andiamo subito al punto: questa pianta è un paradosso vivente.

 

 

Possiede inoltre una forma molto strana, con foglie enormi e lunghissime. Può vivere fino a 2000 anni nel deserto mantenendo una forma che ricorda una pila di foglie secche e marroni. Ha un aspetto costantemente stentato e accartocciato, stramazzata al suolo rovente desertico. Torneremo più tardi sulla struttura di questa pianta. Per ora, ci è dato sapere che le foglie resistono a diminuzioni di acqua del 44% rispetto alla massima saturazione, un valore alto ma che non la risparmia dall’adottare meccanismi per evitare la siccità. Sembra quindi che questa pianta, più che tollerare lo stress, lo eviti.

Il problema è capire come. Probabilmente, ho pensato, Welwitschia ha una traspirazione molto bassa, una cuticola cerosa spessa, radici dense e/o profonde, capacità di assorbire vapore acqua dalla nebbia. In realtà, la cuticola di Welwitschia è meno spessa (6 micron) rispetto ad altre piante adattate alla siccità, quali Euphorbia e Aloe. Questi ultimi due generi comprendono solo piante grasse (succulente) mentre Welwitschia è una sclerofita, con poca acqua interna, il che rende il mistero della sua lunga sopravvivenza nel deserto ancora più intrigante. Per quanto riguarda la nebbia, nei deserti della Namibia questa è frequente nelle ore mattutine e potrebbe raffreddare le foglie (e diminuire così la traspirazione) come anche permettere alle goccioline di acqua di entrare nella pianta dagli stomi presenti sulle foglie. Infine, le radici superficiali e per nulla dense di Welwitschia suggeriscono che il vapore acqueo potrebbe essere anche assorbito dalle radici stesse, anche se questa acqua sarebbe comunque insufficiente alle necessità della pianta.

Nemmeno il metabolismo di Welwitschia non aiuta a darci una spiegazione plausibile. Questa specie infatti non ha un metabolismo CAM (crassulacean acid metabolism), tipico delle piante grasse, dove gli stomi sono chiusi di notte, quando la traspirazione è minore e l’umidità relativa maggiore, e l0anidride carbonica è fissata al buio. In Welwitschia, gli stomi sono aperti soprattutto di giorno che di notte (c’è una certa tendenza al metabolismo CAM, che si “attiva” solo in determinate condizioni ambientali e in presenza di altre specie, ma comunque non è frequente). Le foglie perdono quindi ingenti quantità di acqua durante le giornate roventi. Le piante CAM sono per loro natura adattate a climi desertici, ed è quindi sorprendente che Welwitschia, la quale vive in un ambiente che favorirebbe il metabolismo CAM, si comporta non come una specie succulenta ma come una pianta adattata a climi temperati. Si è addirittura ipotizzato che questa pianta probabilmente si è originata in condizioni tropicali e che poi, con i cambiamenti climatici avvenuti in passato, si sia gradualmente adattata a condizioni desertiche. Anche questa, almeno a me, sembra una spiegazione che non si regge molto in piedi.

Ho letto parecchia bibliografia su Welwitschia ma non mi ha dato molti indizi sulla sua insolita resistenza alla siccità. I lavori erano tutti parecchio vecchiotti; dagli anni ‘80 in poi la specie non è stata più studiata ed è rimasta una curiosità botanica. Tale curiosità deriva soprattutto dall’aspetto di Welwitschia, per cui ho deciso di partire da questo per capirci qualcosa.

Parto dalle radici, che dovrebbero darci qualche indizio importante. Le radici sono superficiali: arrivano al mediamente a 1,5 metri di profondità (massimo 3 metri); nemmeno alla falda idrica. I primi 25 cm di radici sono inoltre fortemente lignificati, il che non solo evita perdite di acqua ma rende le radici una riserva di acqua. Ci sono una serie di radici laterali e una rete di delicate radici spongiformi. La lunghezza totale dell’apparato radicale è modesta rispetto a quella di altre piante desertiche. L’apice radicale ha una forma a telescopio, con cellule molto attive metabolicamente e ricche di amido. Un fatto insolito è che queste cellule contengono delle goccioline di olii e altri grassi (indicate con G e F, rispettivamente, nella figura qui in basso) ma non riesco ad associare il metabolismo dei grassi allo stato idrico della pianta se non per il fatto che dalla combustione di 1 g di grassi venga prodotto circa 1 mL di acqua metabolica (un po’ poco per il fabbisogno di una pianta).

 

 

Tutti questi particolari sulle radici mi danno l’impressione di una normalissima pianta tipica di climi temperati. A questo punto, ho pensato che la soluzione risiedesse nelle foglie.

Le due foglie, opposte tra loro e permanenti, sono la caratteristica più appariscente, sorprendente e anomala di Welwitschia mirabilis, da cui il nome comune inglese “two-leafed-cannot-die” (“a due foglie-non può morire”). Esse sono nastriformi e si espandono come una massa lacerata e aggrovigliata sopra la ghiaia del deserto, conferendo alla pianta un aspetto strano e grottesco. La pianta somiglia ad un polpo aggrovigliato sul deserto. Le foglie sono nastriformi e continuamente perpetuate al ritmo di 8-15 cm all’anno da un meristema basale intercalare (questo tipo di meristema insieme con la venatura parallelinervia della foglia sono caratteristiche anche delle monocotiledoni). Nelle piante più giovani, le due foglie opposte crescono e si curvano verso l’esterno, lontano dal fusto, toccando la sabbia dopo 0,3-1,2 m. La parte terminale della foglia, che si trova a contatto con la sabbia, viene praticamente arrostita. I venti caldissimi del deserto, inoltre, scuotono le le foglie, smuovendo le loro parti terminali avanti e indietro sulla ghiaia, con il risultato che le punte delle foglie si sfilacciano e si consumano progressivamente man mano che la crescita avviene. Le foglie possono avere dimensioni enormi: larghe fino a 2 m, lunghe fino a 8 m, con una superficie fogliare totale (delle due foglie) fino a 20 m2 di tessuto vivente e fotosintetico. Le piante giovani hanno misure più ragionevoli ma pur sempre notevoli (0.5-1.0 m di larghezza e 1-2 m di lunghezza).

 

Welwitschia mirabilis, orto botanico di Berlino (foto mie).

 

Quello rimane poco chiaro è il significato di tali grandi superfici fogliari, perché la sopravvivenza stessa di una pianta del deserto dipende dalla sua capacità di ridurre la superficie delle sue foglie al fine di contrastare la perdita di acqua per evaporazione e traspirazione. La risposta risiede in parte nella nebbia costiera dei deserti namibiani, che si sposta nell’entroterra prima dell’alba e scompare alle 10:00 circa. La condensazione della nebbia, che in termini di precipitazioni è equivalente a una pioggia annuale di 50 mm, si raccoglie sulle foglie, viene assorbita attraverso gli stomi e condotta in varie parti della pianta attraverso un ampio sistema di vasi. Non è quindi sorprendente scoprire che la foglia possiede milioni di stomi su entrambe le superfici, superiore e inferiore (più di 20.000 per cm2). Le piante xerofite, per non perdere acqua, normalmente non hanno stomi sulla superficie fogliare superiore e quelli sulla superficie inferiore sono pochi e profondamente infossati. In effetti, gli stomi di Welwitschia si chiudono poco dopo che la nebbia scompare. Gli stomi sono infossati, ma non così profondamente come nella maggior parte delle xerofite. Tuttavia, possono chiudersi ermeticamente e sono invariabilmente supportati da celle meccaniche enormi, estremamente potenti. Queste caratteristiche fogliari suggeriscono un notevole adattamento complessivo alle condizioni di un deserto con nebbia frequente. Nonostante questi accorgimenti, è stato dimostrato che molta dell’acqua condensata viene comunque persa e non assorbita dagli stomi.

Rimane però da capire se una pianta del genere possa sopravvivere con solo 50 mm di acqua annuali. E ancora, molte piante grasse desertiche hanno strutture chiamate idatodi, delle particolari forme di stomi in grado di assorbire acqua dall’aria, ma questi non sono presenti in Welwitschia. Ancora una volta, Welwitschia appare una pianta normalissima ma con una grande capacità di fronteggiare la siccità.

L’epidermide della foglia di Welwitschia è coperta da una cuticola cerosa costituita da tre strati, che costituiscono solo 1/40 dello spessore totale della foglia. Tale dato è piuttosto sorprendente, dal momento che la cuticola di specie del deserto di solito è molto più spessa. Tuttavia, lo strato centrale della cuticola è il più spesso e contiene cristalli di ossalato di calcio che probabilmente hanno un ruolo importante nel riflettere l’energia radiante proveniente dal sole, e di conseguenza nel mantenere la foglia fresca. In effetti, solo il 55% della radiazione solare è assorbito dalle foglie di Welwitschia e la restante parte è riflessa (in molti alberi, in media solo il 25% della radiazione è riflessa). Riflettere la luce, e quindi anche il calore, è una delle migliori strategie che una pianta desertica con grandi foglie abbia per conservare acqua.

Andando un po’ più nel dettaglio, la foglia è ricca di fibre affusolate molto lunghe (sclereidi), che la rendono rigida ma flessibile allo stesso tempo, analoga a una barra di acciaio ripiegata. La foglia è sufficientemente rigida da formare una parte curva di considerevole lunghezza, prima di toccare la sabbia. È qui comincia il bello: la parte della foglia non a contatto con la sabbia ha una temperatura di 4-6 °C maggiore di quella dell’aria. Questo perché nella zona ricurva delle foglie, l’alta riflettanza (55%) minimizza l’assorbimento da parte della foglia della radiazione solare a corta lunghezza d’onda incidente dall’alto; allo stesso tempo, il suolo relativamente freddo sotto la parte ricurva della foglia minimizza l’assorbimento della radiazione infrarossa a lunga lunghezza d’onda emessa dal suolo. Attraverso questi due meccanismi, la foglia evita il surriscaldamento. D’altro canto, la parte della foglia che tocca il terreno ha temperature più alte perché lo scambio di calore sulla superficie inferiore fogliare (emissione di infrarossi) è ostacolato.

 

 

 

Questa figura in alto (Lambers et al., 2008), che spiega quanto appena detto solo in termini di scambi di calore, non approfondisce però il discorso dell’acqua, cioè il punto cruciale, nonché fattore limitante per Welwitschia. La figura somiglia incredibilmente a quest’altra, emersa dai miei cassetti della memoria, e pubblicata nel Terzo Manuale delle Giovani Marmotte, fortunatamente ancora nelle mie mani dopo 40 anni.

 

 

L’articolo (“Per trovare l’acqua – dove non c’è – con l’alambicco solare”, pp. 38-39) descrive un metodo per recuperare fino a 1,5 litri di acqua al giorno facendo evaporare l’acqua da una buca scavata nel terreno (diametro di 1 m e profondità di mezzo metro), lasciandola condensare sotto un telo di plastica trasparente ricurvo di 1,5 m di lunghezza, e poi raccolta in un secchio.

In termini di dimensioni, siamo là. Immaginiamo che il telo di plastica sia la parte ricurva della foglia di Welwitschia, il secchio l’insieme degli stomi aperti nella pagina inferiore della foglia, e la buca nel terreno (concava) la zona sottostante alla parte ricurva della foglia (convessa). La differenza di temperatura suolo-telo, nella figura dovuta alla buca, è equivalente a quella della differenza suolo ombreggiato-foglia. Il discorso quadra perfettamente. Il segreto di Welwitschia è proprio nella foglia. È per questo che ci sono stomi nella parte superiore e inferiore. Dai primi viene assorbita l’acqua condensata dalla nebbia, dai secondi quella del suolo. La foglia Welwitschia è un alambicco solare, che usa le differenze di temperatura foglia-atmosfera e foglia-suolo per condensare acqua e poi assorbirla dagli stomi e trasportarla al resto della pianta.

Del resto, come insegnano Qui, Quo e Qua, il Manuale delle Giovani Marmotte è per definizione infallibile e dalle infinite potenzialità.

 

 

Grazie a loro, ho scritto:

 

Bornman CH (1972) Welwitschia mirabilis: paradox of the Namib Desert. Endeavour, Volume XXXI, Welwitschia mirabilis: paradox of the Namib Desert 113: 95-99.

Bornman CH, Elsworthy JA, ButIer V, Botha C.E.J. (1972) Welwitschia mirabilis: Observations on general habit, seed, seedling, and leaf characteristics. Madoqua, series II, Vol. J, nos. 54-62: 53-66.

Cooper-Driver GA (1994) Welwitschia mirabilis – A Dream Come True. Arnold Arboretum, Arnoldia 1994 Summer: 2-10. http://arnoldia.arboretum.harvard.edu/pdf/articles/1994-54-2-welwitschia-mirabilis-a-dream-come-true.pdf

Disney W (1977) 3° Manuale delle Giovani Marmotte. Arnoldo Mondadori Editore.

Gaff DF (1972) Drought Resistance in Welwitschia mirabilis Hook. fil. Dinteria 7: 3-7.

Lambers H, Stuart Chapin III F, Pons TL (2008) Plant Physiological Ecology. Springer.

Schulze E-D, Ziegler H, Stichler W (1976) Environmental Control of Crassulacean Acid Metabolism in Welwitschia mirabilis Hook. Fil. in Its Range of Natural Distribution in the Namib Desert. Oecologia (Berl.) 24: 323-334.

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Mag
31
2018
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Mai soli

Quando faccio lezione e spiego che un essere umano di 70 kg è costituito per 1,5-2,5 kg di batteri (e in minima parte di funghi) che vivono sulla nostra pelle e sulle mucose, di solito gli studenti mi guardano esterrefatti e increduli. Su e in un uomo “medio” vivono difatti circa 40 trilioni di batteri (un trilione equivale a mille miliardi), cioè più del numero di cellule di un organismo umano, che ammonta a circa 30 trilioni. Il rapporto è quindi di 1,3:1 a favore dei batteri.

     Numero di tipi di cellule (in alto) e loro peso (in basso) in un uomo medio (fonte: Nature).

 

Siamo talmente abituati alla visione antropocentrica della vita al punto tale da dimenticarci che la nostra esistenza dipende strettamente da altri organismi. Anche chi è a digiuno di scienza, dopo un po’ di riflessione, realizza che senza piante (produttori primari) non saremmo qui. Il problema però è più radicale: molti organismi vivono infatti dentro di noi ed è grazie a loro che la nostra pelle e le nostre mucose sono difese da microorganismi patogeni o che l’intestino riesce ad assorbire composti semplici “predigeriti” da batteri o che, ancora, vengono prodotte vitamine (B1, B2, B6, B12, K, PP, H, acido pantotenico ed acido folico) e altre sostanze per noi benefiche.

In realtà, biologicamente parlando, non siamo mai soli, ma siamo un “superorganismo” formato dal nostro corpo e dai nostri microorganismi. Questo superorganismo è in realtà un “olobionte” (dal greco “òlos” = tutto), cioè l’insieme di noi stessi, il nostro corpo con organi, tessuti, fluidi biologici e l’enormità di microrganismi simbionti che, con il loro genoma, vivono sopra e dentro di noi. Ricapitolando, un essere umano è un organismo multicellulare derivante da un iniziale zigote più il suo “microbiota”, cioè l’enorme comunità dei suoi microrganismi associati.

Passiamo però alle piante. La “pelle” di una pianta può essere definita come l’insieme della superficie delle foglie (fillosfera), dei frutti (carposfera), dei fiori (antosfera) e di altri tessuti epigei, più la superficie delle radici direttamente a contatto con la rizosfera (dal greco “rhìzo” = radice), la porzione di suolo che circonda le radici delle piante, da cui assorbono i nutrienti essenziali e l’acqua. La rete di microorganismi della rizosfera è molto più complessa e diversa da quella del suolo lontano dalle radici, come succede un po’ per i batteri che vivono sulla mucosa intestinale. Non a caso, già Darwin aveva paragonato le radici al nostro intestino.

 

Le radici delle piante come l’intestino umano?

 

Circa 25 anni fa sarebbe stato impensabile parlare di “endofiti”, cioè di microorganismi che vivono nelle piante (ad esempio nella linfa o nei tessuti parenchimatici), sia perché le piante sono da sempre state poco studiate rispetto all’uomo, sia per mancanza di tecniche di analisi che oggi sono facilmente disponibili. Dall’800 sono state date diverse definizioni di endofita ma i tempi non erano maturi e c’è voluta la fine del ‘900 per cominciare a studiare seriamente questi microorganismi:

  • De Bary (1886) – Funghi parassitici che completamente o in parte nella pianta ospite.
  • Carroll (1988) – Funghi che non causano infezione apparente e che vivono nelle foglie e nei fusti di piante sane.
  • Petrini (1991) – Tutti gli organismi che abitano negli organi di una pianta in alcuni periodi del loro ciclo vitale e che possono colonizzare i tessuti vegetali interni senza causare danno apparente all’ospite.
  • Wilson (1995) – Funghi o batteri che, per tutto il loro ciclo vitale o parte di esso, invadono i tessuti di piante viventi e causano infezioni non apparenti o asintomatiche nei tessuti vegetali senza causare sintomi di malattia.
  • Hallmann et al. (1997) (credo la più completa) – Microorganismi che possono essere isolati da tessuti vegetali precedentemente sterilizzati o estratti dall’interno delle piante, che non danneggiano visivamente la pianta ospite.
  • e molte altre…

 

Oggi si sa, e francamente non mi sorprende, che anche le piante siano olobionti e che ospitano non solo microrganismi simbionti “esterni” (mi vengono in mente, tra i tanti, i batteri azotofissatori e le micorrize) ma anche endofiti veri e propri. Le piante sono associate con comunità microbiche complesse e dinamiche che hanno un ruolo fondamentale per lo stato della pianta. I meccanismi coinvolti nelle interazioni tra pianta e endofiti sono poco studiati e ci si chiede, ad esempio, se piante in buone condizioni abbiano un microbiota diverso da piante malate. L’interesse non è solo scientifico ma anche applicativo, in quanto l’uso di microorganismi in forma di formulati commerciali potrebbe, come avviene per gli alimenti probiotici della nostra dieta, modificare in meglio il microbiota delle piante e avere effetti positivi sulle colture agrarie, sia in termini di quantità che di qualità. Modificare il fitobioma a scopi commerciali potrebbe diventare quindi una delle prossime frontiere delle biotecnologie vegetali.

 

Fonte: Le Scienze.

 

Dal momento che si è scoperto che praticamente ogni pianta ospita endofiti, si parla oggi di endofitismo, cioè un nuovo tipo di interazione diverso ad esempio dalla simbiosi, dalla biotrofia e dal saprotrifismo. L’endofitismo indica precisamente l’interazione di una pianta con un microorganismo che vive al suo interno. Hardoim et al. (Microbiol Mol Biol Rev 2015, 79: 293-320) hanno anche dato un nome all’ambiente in cui vivono gli endofiti: “endosfera”, una sorta di mondo segreto all’interno delle piante. Gli endofiti, al pari dei batteri intestinali umani, provocano infezioni asintomatiche e spesso hanno effetti positivi sulle piante: contrastano i microrganismi patogeni e gli erbivori, mobilitano le sostanze nutritive promuovono il loro assorbimento, aumentano la tolleranza ad ambienti avversi (ad es. siccità e salinità), e sintetizzano sostanze che promuovono la crescita delle piante (sono quindi anche PGPMs, cioè “plant-growth promoting microorganisms”).

 

Da dove arrivano gli endofiti, ad esempio quelli che vivono nella linfa? Ci sono molte ricerche in proposito ma vorrei basarmi su qualcosa che stiamo pubblicando (dita incrociate) in questi giorni. In olivo, ad esempio, gli endofiti provengono per la maggior parte dal suolo e sono in grado di superare la barriera dell’endoderma nella radice per entrare nella linfa grezza, dove risiedono stabilmente. Una piccola parte arriva però anche dalla superficie delle foglie, e arriva alla linfa attraverso gli stomi (Fausto et al., in stampa). La colonizzazione delle piante sembra avvenire quindi quasi completamente dalle radici, come ci si aspetterebbe, considerando che:

 

 

mentre la carica batterica, il numero di specie batteriche e la biodiversità microbica sulla superficie delle foglie (fillosfera) sono in media molto minori (in termini numerici, da un milione a un miliardo di batteri per cm2 di superficie; Xie et al., Appl Environ Microb 2015, 81: 522-553).

 

 

Vie di ingresso dei batteri endofiti in olivo (Mininni et al., presentazione a congresso).

 

A titolo di esempio, i gruppi di endofiti della linfa di olivo, a partire dai phyla fino ad arrivare alle specie, a causa delle condizioni più “sterili” rispetto a foglie e suolo, sono in minor numero. Inoltre, nella linfa prevalgono alcuni gruppi rispetto ad altri, probabilmente a causa delle condizioni più stabili, in quanto la linfa è un ambiente più protetto e confinato se comparato a suolo e foglie.

 

Grafico a bolle dell’abbondanza assoluta in (a) suolo, (b) foglie e (c) linfa grezza a livello di classi batteriche in piante di olivo. L’aumento di specie è rappresentato da bolle più grandi (gentilmente fornito da by Phinch tool, Bik 2014). Si noti come nella linfa ci sia un numero di classi minore, con poche classi predominanti.

 

Un’altra via di ingresso, soprattutto in piante a ciclo breve, è rappresentata dai semi, in quanto questi potrebbero contenere al loro interno gli endofiti della pianta madre (trasmissione verticale). Sembra inoltre che nel seme, alcuni endofiti potrebbero essere coinvolti in funzioni fondamentali, quali la dormienza e la germinazione. L’ingresso via seme è un’opzione studiata anche dalle aziende di biotecnologie vegetali, che aspirano a commercializzare preparati microbici per rivestire i semi con microorganismi potenzialmente utili, alcuni dei quali potrebbero poi risiedere stabilmente nella pianta come endofiti e aumentare la produzione (su mais sono già stati testati, con effetti positivi). Ci sono quindi buone ragioni per usare inoculi microbici come bioprodotti e questo sta già avvenendo in molti paesi. Siamo solo all’inizio.

 

Fonte: Le Scienze.

 

Per finire, cosa può influenzare l’endobioma di una pianta? Di sicuro la specie/varietà vegetale e lo stadio fenologico della pianta. Ma se molti endofiti provengono dal suolo, è la qualità fisica, chimica e microbiologica di un suolo a determinare in modo rilevante la composizione delle comunità endofitiche. Questo è un fattore chiave in agricoltura perché molti suoli fertili e ben gestiti, ricchi di sostanza organica, dove solitamente le comunità microbiche e le loro reti trofiche sono complesse e ad alta diversità, potrebbero contenere microorganismi che promuovono la crescita delle piante (PGPMs) e/o che le difendono dai patogeni (agenti di biocontrollo). Tali microorganismi, soprattutto i batteri, potrebbero diventare endofiti permanenti della linfa o di altri tessuti interni e proteggere le piante da stress abiotici e biotici. Infine, e non è cosa da poco in un contesto climatico cangiante (in peggio), molti suoli fertili sono anche “soppressivi”, cioè supportano piante senza sintomi di malattia, anche in presenza di patogeni virulenti e di piante suscettibile a tali patogeni. In parole povere, a causa dei molteplici microorganismi antagonisti, fungono da antibiotico per le piante. Questo significa che migliorare la gestione di un suolo potrebbe non solo aumentare la sua fertilità microbiologica ma anche, in un certo senso, “vaccinare” le piante nei confronti dei patogeni inevitabilmente presenti.

 

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Apr
30
2018
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Breve storia (con morale) di un cereale

 

Oggi che il fabbisogno alimentare della popolazione mondiale è soddisfatto da poche colture (mais, frumento e riso forniscono il 60% delle calorie), ci sembra normale e fisiologico eliminare le erbe infestanti perché sottraggono risorse alle specie coltivate. Il consumo di pesticidi è altissimo e l’agricoltura intensiva è la regola in molte aree agricole, dove la semplificazione degli agroecosistemi e la conseguente perdita di biodiversità, insieme alle loro nefaste conseguenze sulla qualità dei suoli e sulla sicurezza degli alimenti, sono ormai ai massimi livelli sostenibili.

L’aumento della popolazione mondiale, non accompagnato da un’adeguata distribuzione della ricchezza, ha finito per concentrare i proventi dell’agricoltura nelle mani di poche persone, che naturalmente hanno tutto l’interesse a mantenere il potere decisionale sulle politiche agricole. In un tale scenario, non è difficile capire che le povere erbe infestanti, erbacce, malerbe – come le vogliamo chiamare – non possono aver posto e sono considerate ancora più dannose di quanto non siano in realtà. In questo tipo di agroecosistemi, gli intrusi non sono assolutamente tollerati. In fin dei conti, l’intolleranza in agricoltura si riflette anche nella crescente intolleranza nella società di oggi, di natura non solo etnica, religiosa o sessuale, ma riguardante anche bambini, anziani e persone diversamente abili, considerati al di fuori del processo capitalistico basato sulla produzione e sul profitto, e quindi da sottovalutare e svalorizzare. Siamo arrivati non solo a usare milioni di tonnellate di pesticidi ogni anno – l’Italia è uno dei principali utilizzatori – ma persino a creare piante transgeniche resistenti ai pesticidi al fine di utilizzarne ancora di più senza compromettere la coltura principale, senza pensare agli effetti – spesso cronici e a lungo termine – del loro utilizzo indiscriminato.

Eppure, le erbe infestanti hanno fatto la storia dell’agricoltura, dell’alimentazione e della società. Ce ne sono tanti esempi; citerò solo quello della segale (Secale cereale).

La segale è una graminacea, uno dei cereali classici dell’antichità. Veniva coltivata già 3000-2000 anni fa (dall’età del bronzo) nei campi di frumento e di orzo dell’Asia minore, dove cresceva inizialmente come erbaccia. Per quei popoli, la segale era quindi un’intrusa e per giunta molto simile al frumento e all’orzo, per cui era praticamente impossibile eradicarla. L’unico modo per evitare la sua crescita era eliminarla a mano, ma questo era un compito estremamente impegnativo e faticoso. La raccolta del frumento avveniva a sfalcio e la falce, si sa, non distingue nulla, figuriamoci le spighe di specie diverse. Ecco allora che i semi della segale finivano inavvertitamente tra quelli del grano: un po’ diventavano farina, altri venivano usati come sementi per l’anno successivo.

Dall’Asia minore, la segale, veicolata dall’invasivo “homo agricolus”, si spostò sempre più verso nord, est e ovest, fino ad arrivare a posti con climi più freddi. Sulle Dolomiti, fin dal IX secolo a.C. era presente sotto forma di erba infestante. Nel IV secolo a.C., in Europa centro-settentrionale, era ormai diffusamente coltivata per usi alimentari da Celti e Germani, i quali ne usavano anche gli steli per proteggere i tetti delle case e come foraggio per gli animali. I Romani non la gradivano molto per via del suo sapore deciso ma, in realtà, la ragione principale della mancanza della segale dalle loro abitudini alimentari era dovuta al fatto che la segale cresceva meglio in climi freddi e non richiedeva molte cure, e quindi era più adatta all’agricoltura più “primitiva” della fredda Europa del nord, dove difatti trovava “terreno fertile”. C’è però qualche eccezione: scavi archeologici presso Trento rinvennero resti di segale databili tra il II e l’inizio del VI secolo d.C. e altri rinvenimenti presso Cuneo (III-VI secolo d.C.) e Pavia (II sec. d.C.) documentano i primi raccolti di segale in Italia settentrionale. Passando a tempi moderni, dall’Ottocento, la predominanza della segale sul frumento in pianura viene meno, mentre continuò nelle aride e fredde terre montuose. Infine, nel XX secolo, si assiste alla scomparsa quasi totale della segale anche nei territori montani, che divennero prevalentemente prati stabili con colture foraggere. Alla diminuzione della superficie coltivata a segale contribuirono anche le guerre mondiali, l’industrializzazione e le coltivazioni meccanizzate tipiche dei terreni coltivati in pianura, tutti fattori che decretarono lo spopolamento delle montagne.

Ancora oggi, il pane di segale, dalla caratteristica pasta scura, dura e aromatica, povera di glutine, è diffuso in Europa centrale e orientale. Questo pane contiene delle sostanze viscose chiamate pentosani, ad effetto anticancerogeno. Queste molecole sono dei polisaccaridi composti da monosaccaridi pentosi (xilani), che l’uomo non è in grado di digerire e, insieme all’amido, attraggono molecole di acqua per osmosi, rendendo la consistenza della pasta gelatinosa e viscosa (sono anche in parte responsabili dell’umidità di alcuni tipi di pane di segale a semi interi). La farina di segale comprende inoltre anche contenuti relativamente alti di lisina (0.6 g/100 g), un aminoacido essenziale ad azione anti-arteriosclerotica per via dell’azione benefica che esercita sull’elasticità dei vasi. Il potere energetico del pane di segale è minore di quello del pane di frumento per l’alto contenuto di fibre, le quali aumentano il senso di sazietà, favoriscono la peristalsi intestinale, diminuiscono l’assorbimento intestinale di zucchero, e quindi l’indice glicemico, e favoriscono la microflora intestinale. La segale, in chicchi e in farina, è alla base di molti piatti tipici dei climi freddi europei, dove costituisce un potente “rimedio” alle diete ricche di grassi animali di quei posti.

La segale è un cereale “sfuggito al sistema” e che, ancora oggi lo combatte dall’interno. È talmente poco esigente che nei campi sperimentali dell’Università Martin Lutero di Halle, in Germania, si coltiva ormai ininterrottamente da 120 anni segale senza uso di concime. In quei campi, ogni anno si produce circa una tonnellata e mezza di segale per ettaro, la metà del raccolto che potrebbe raggiungere concimando convenzionalmente. La segale è un intruso indesiderato, un bullone che ha fatto saltare la catena di montaggio agricola. È sfuggita al suo areale di origine per la sua forte somiglianza con grano e orzo, ha trovato condizioni ottimali di crescita in altri posti, ha trovato un posto – seppur di nicchia – nell’agricoltura mondiale partendo da semplice infestante.

Mi chiedo quante altre piante simili vengano sacrificate sull’altare del progresso agronomico prima che ci rendiamo conto dei loro potenziali benefici. Mi chiedo se tali concetti possano essere estesi anche all’uomo.

 

 

P.S. Una sostanza estratta dal fungo Claviceps purpurea, parassita della segale, ha ispirato molti dischi che hanno segnato la storia della musica. “Lucy in the sky with diamonds” vi suggerisce qualcosa?

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