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Giu
21
2011
6

Alieni alimentari

Questo post partecipa alla IV edizione del Carnevale della Diversità, ospitato questa volta sul bellissimo blog Erba Volant, curato da Renato Bruni.

Quelli elencati sul post-it qui sopra sono solo alcuni degli “alieni vegetali” che ormai fanno parte della nostra alimentazione.

Cristoforo Colombo, che, memore degli esploratori della via della seta e dei racconti di Marco Polo, sperava di tornare dai suoi viaggi con carichi di preziose spezie, portò in compenso altri prodotti, inizialmente (per sua sfortuna) sottovalutati. Infatti, la colonizzazione europea delle Americhe ebbe, tra le numerose conseguenze, anche quella del trasferimento di piante ed animali dal Nuovo Mondo al Vecchio Mondo, che alterò il quadro botanico, ma anche quello zoologico.

Se facciamo un salto indietro nel tempo, nell’antica Roma, alla base dell’alimentazione c’era la polenta, ma la puls (polenta) romana era preparata con farina di farro e cotta in acqua e sale, e non a base di mais, arrivato dal Messico. Col trascorrere del tempo e l’incontro con altre civiltà la cucina romana divenne più ricca; iniziarono ad essere consumati pesce, vino, olio, ortaggi e vari tipi di carne. Durante la conquista della Spagna, i Romani conobbero il coniglio, originario dal Nord Africa, e iniziarono ad allevarlo in Italia; inoltre, in Asia, avevano scoperto la ciliegia, l’albicocca e la pesca (i cui nome scientifici, Prunus armeniaca e Prunus persica, appunto, ricordano la loro origine “orientale”), il cocomero, il limone (che, “memore” delle condizioni meteorologiche stabili tipiche dei suoi areali di origine tropicali, è in grado di fiorire quasi tutto l’anno); e dall’Africa avevano importato il melone.

Gli ingredienti alla base della cucina dei Romani erano pane, vino, pesce, selvaggina, formaggio, fichi, olive, verdure e spezie (ruta, coriandolo, cumino, finocchio selvatico, menta, carote, pepe, sedano, rucola, aglio,lattuga, timo, cipolle, prezzemolo, ortica, rape) miele e sale per esaltare il gusto dei cibi, cereali, ortaggi, frutta (molte mele), pesci e crostacei (spesso in salamoia), carne di pollo, maiale, fagiani e funghi, olio e aceto, e tanti formaggi alle erbe. La bevanda base era il vino, ma anche la birra andava forte.

Era poi prassi abituale dei Romani utilizzare diverse salse per coprire i sapori che talvolta non dovevano essere dei migliori (niente frigoriferi e il sale costava!). Fra le tante la più utilizzata era senz’altro il garum, una salsa a base di pesce che si presentava come un liquido quasi dorato dal sapore piuttosto forte ed acidulo. Veniva utilizzato su quasi tutti i piatti, ma occorreva saperlo dosare. Il garum veniva persino aggiunto all’acqua per renderla più saporita e dissetante soprattutto d’estate. Il garum si otteneva con un procedimento simile a quello odierno per le acciughe sotto sale con la differenza che il pesce veniva più volte rimescolato per far sì che venisse macerato. Oltre al sale si aggiungeva olio, vino, aceto e varie erbe; la mistura si lasciava poi a riposo per una notte in un recipiente di terracotta e quindi veniva fatta fermentare all’aperto, esposta al sole e rimescolata di tanto in tanto, per due o tre mesi; a questo punto la parte liquida si era ridotta e la si filtrava utilizzando un cestino. La parte solida non veniva gettata, ma era utilizzata come cibo prendendo il nome di allec. La sua preparazione la potete vedere nel video qui sotto.

 


 

Insomma, anche se si pensa che l’alimentazione dei Romani fosse simile alla nostra, in realtà ne sono cambiate di cose da allora. Il perché lo sapete: sono arrivati gli alieni.

Soffermiamoci di più su alcuni di essi; su quelli le cui storie sono le più curiose. “Alieni” che hanno cambiato l’alimentazione ma anche la storia dell’umanità in modo più o meno determinante.

MAIS

In ordine di tempo, è stato probabilmente il primo cereale utilizzato per l’alimentazione umana, come testimoniano alcuni rinvenimenti datati 7200 a.C. nella Tehuacan Valley, in Messico. In seguito arrivò anche in Ecuador, Perù e Cile, dove gli Inca lo mischiavano al sangue di lama per farne una specie di sanguinaccio da usare come bevanda rituale. Si espanse poi in altre zone del Nord America e divenne un alimento fondamentale anche per i pellerossa. I Navaho cospargevano i neonati di polline di mais perché lo consideravano sacro. Sempre gli Inca, fermentavano la sua farina per produrre chicha, una bevanda alcolica che adoravano bere in simpatiche tazze costituite dai teschi dei nemici uccisi in battaglia.

Il suo precursore è una pianta selvatica (il teosinte, una pianta selvatica che cresce nella Sierra Madre messicana), che al mais assomiglia poco o niente! (vedi figura in basso) Nel 2004, biologi dell’Università della California hanno identificato un gene che sembrerebbe essere stato fondamentale nel consentire ai primissimi agricoltori, 7.000 anni fa, di trasformare il teosinte nel mais. Questo gene (“barren stalk 1”) regola lo sviluppo delle ramificazioni secondarie nelle piante, e presumibilmente ha permesso ai coltivatori mesoamericani di trasformare selettivamente il cespuglioso teosinte nel moderno mais a stelo lungo.

Fu importato in Europa il mais dopo il 1492. La facilità della coltivazione e l’ottima resa ne favorirono la diffusione fino a diventare in alcuni paesi una monocoltura. Nel frattempo, dilagava negli Stati Uniti, dove veniva mangiato sotto forma di porridge, spesso condito con sciroppo di acero, e i suoi semi persino usati come “contatori” durante le votazioni politiche o come “pedina” nei giochi da tavolo (a mo’ dei fagioli usati per la tombola nostrana). I pionieri americani solevano somministrare ai loro pargoli una sana e leggera colazione a base di mais bollito in melassa, olio di orso e carne fritta nel grasso, ma, si sa, avevano bisogno di energia per costruire un nuovo Stato.

In Italia, l’ambasciatore Pietro Martire d’Angera introdusse il mais in Pianura Padana nel 1494, dove fu inventata la polenta, che, come ancora oggi, veniva cotta nei paioli, a fuoco lento. Nel 1937 Elvehiem intuì che la Pellagra (molto diffusa anche in Pianura Padana fino al 1940 circa) era dovuta alla carenza della vitamina PP (niacina, o nicotinammide adenina dinucleotide, o NADH) causata da una dieta troppo basata sul mais, e al fatto che il mais non contenesse questa vitamina. Il mais, infatti, come molti altri cereali, è povero di lisina e triptofano. Quest’ultimo è un precursore della vitamina PP. Si notò anche che era sufficiente l’apporto di una piccola quantità di proteine di origine animale, che contengono sia il triptofano che la vitamina PP, per avere un giusto apporto (come ad esempio nella polenta e osei originaria della Val Brembana, o nel mais e fagioli nelle popolazioni del Centro America e del Sud America!). Inoltre, in Centro America, il mais veniva trattato con calce viva o con ceneri alcaline di vegetali, particolare che era purtroppo sfuggito a chi aveva portato e diffuso questo cereale in Europa.

Il procedimento non aveva avuto una spiegazione scientifica fino a quando non si dimostrò, alcuni anni fa, che il mais contiene fattori che intralciano ed impediscono l’utilizzazione della vitamina PP (comunque presente nel mais stesso sotto forma di un precursore, la trigonellina) e con questa vitamina formano un complesso resistente agli enzimi digestivi denominato niacinogeno. In pratica, il mais non contiene vitamina PP biodisponibile, mentre contiene una antivitamina PP. Il trattamento con alcali non solo induce la formazione della vitamina PP dalla trigonellina, ma impedisce il formarsi del niacinogeno, per cui nel mais trattato con alcali vi sono quantità di vitamina PP sufficienti al fabbisogno umano. Inoltre il trattamento con alcali rende biodisponibile la lisina contenuta nel mais e distrugge anche alcune micotossine presenti. A dimostrazione di come necessità diventi ricetta, la pratica di usare sistematicamente alcali nella dieta si è diffusa ed è stata incorporata nella ricetta per la preparazione alimentare del mais e soprattutto delle tortillas e delle tacos.

Figura 1. (a sinistra) Pannocchia di teosinte, di un ibrido teosinte-mais e del mais
(fonte: http://www.exploratorium.edu/gardening/control/seeds/images/Maize-teosinte_sml.gif)
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(a destra) Cespuglio di teosinte (fonte: http://www.matrifocus.com/LAM06/images/teosinte.gif).


PATATA

La patata bianca era già nota e coltivata nel 3000 a.C. dagli Atzechi e dagli Inca, che ne facevano una polpa a freddo, poi lasciata essiccare sotto il sole (chuño). La pianta, originaria di Perù, Bolivia e Messico, arrivò in Spagna nel 1538 con Pedro de Cieza de León, di ritorno dalla Colombia, per poi diffondersi in tutta Europa. Come evidenziato dagli antropologi Bernard Wood e Alison Brooks, era un alimento di importanza fondamentale per le popolazioni dei climi troppo freddi o aridi, dove la frutta era meno abbondante o inesistente, e dove la patata fungeva per così dire da “frutto sotterraneo” (in realtà è un tubero, cioè un fusto modificato sotterraneo). All’inizio in Spagna la pianta venne presa in considerazione solamente in virtù dei suoi bellissimi fiori, delicatamente profumati, bianchi, rosa e violetti e ciò spinse i botanici spagnoli ad inviare alcuni tuberi ai colleghi di varie zone dell’Europa, così da essere presente negli orti botanici e nei giardini. Nel 1743, quindi molto tempo dopo che la patata era stata introdotta in Europa, Federico II il Grande, re di Prussia, donò al ricco agricoltore Wilhem Kolberg un carro di patate, che fu portato al mercato di Prenzlau a suon di tamburo. I membri del Consiglio cittadino spiegarono al popolo di che cosa si trattava e tentarono di indurne l’uso alimentare. Tuttavia, vuoi per superstizione vuoi per paura, le patate non ebbero un grande successo. Gli agricoltori, giustamente, dicevano: “Se neppure i cani mangiano questo nuovo frutto, che giovamento ne avremo noi?”. Ma nel 1745 il Re di Prussia tornò all’assalto con una caparbia tutta tedesca e arrivò ad emettere una ordinanza veramente dura: tre mesi di carcere a chi non coltivava il nuovo vegetale. Questa nuova imposizione ebbe i suoi risultati, anche perché contemporaneamente si imparò a bollire e ad arrostire il tubero prima di mangiarlo; e così i tedeschi diventarono e rimasero dei grandi mangiatori di patate. Nel 1756, la Prussia era in guerra con Austria, Russia, Francia e Svezia, i Prussiani rischiavano di morir di fame; l’imperatore Federico II il Grande mangiò allora patate lesse davanti al suo popolo; fu così che i Prussiani si convinsero a mangiarne durante tutta la guerra e, una volta vinta la fame, vinsero anche la guerra. Ma la grande carestia irlandese (1845-1849) fu causata da una patologia delle patate causata da un fungo, la peronospora, che raggiunse il paese nell’autunno del 1845 distruggendo un terzo circa del raccolto della stagione e l’intero raccolto del 1846. Gli irlandesi emigrarono soprattutto negli Stati Uniti, plasmandone profondamente la loro cultura (e dando fortunatamente origine alla country music e al bluegrass).

POMODORO

Il pomodoro, originario dell’America Centrale,contrariamente a quanto si pensa, venne utilizzato come alimento molti secoli dopo la sua importazione in Europa. Intorno al Settecento il pomodoro vedeva infatti uno scarso utilizzo in gastronomia, sebbene qualche cuoco cominciasse a consigliarlo, ad esempio Francesco Gaudentio, fondatore di una mensa per gesuiti a Roma, che per primo nel 1705 offriva una ricetta per cuocere i pomodori. Fu soltanto fra il Settecento e l’Ottocento che gastronomi e cuochi, da Vincenzo Corrado a Francesco Leopardi lo adottarono nelle loro ricette. Fino al 1800, infatti, la nostra pasta era quindi sfortunatamente condita solo con formaggio, spezie o ingredienti dolci.

Nella lingua della tribù Nahua del Messico la pianta veniva denominata “tomatl” e questo ci fornisce un prezioso indizio sulla regione di cui è originario il pomodoro. Esso fu importato in Europa dagli spagnoli dopo la conquista dell’America ed inizialmente le sue piante furono utilizzate solo come ornamento. Per molto tempo i pomodori furono considerati cibi insalubri (anche un po’ a ragione, considerando tutti i metaboliti secondari, a volte anche irritanti o allergenici, presenti in questa specie!), tanto che la loro penetrazione nelle abitudini gastronomiche fu lentissima.

I primi ad accorgersi che il pomodoro era un ottimo alimento sono stati i contadini dell’Italia Meridionale, della Spagna e di altri paesi mediterranei, i quali lo aggiungevano, con aromi vari, al tradizionale pane e cipolla. La nostra panzanella ci ricorda quindi il primo modo in cui è stato gustato questo ortaggio. La pianta in Italia venne denominata come mala aurea (mela d’oro) oppure poma amoris (mela d’amore). Questi nomi furono usati fino al diciannovesimo secolo; alla fine ebbe il sopravvento il nome di pomodoro, chiaramente derivato dalla “mela d’oro”. Se pasta al sugo, pizza e focacce, pomodori ripieni, insalate di cipolla, ecc. ecc. esistono, è grazie al pomodoro.

CACAO

La pianta del cacao è un altro alieno alimentare proveniente dal Sud America, originaria dei bacini del Rio delle Amazzoni e dell’Orinoco. I primi a coltivarlo furono i Maya e furono loro a portarlo con sé quando emigrarono nello Yucatán. Alla famiglia reale azteca piaceva molto una bevanda amara (che disgustò i conquistadores spagnoli), preparata mescolando semi di cacao macinati con mais fermentato e peperoncino, e servita poi in tazze d’oro. Addirittura, i semi e i frutti erano usati come mezzo di scambio, come se fossero soldi: si poteva comprare un coniglio con 10 chicchi e una cortigiana con 12 (solo due chicchi di differenza!? Capisco la fame, ma a questo punto la scelta non si pone). Si racconta che l’imperatore Montezuma II, per aumentare il suo vigore sessuale, si facesse servire tutti i giorni non meno di 50 coppe di cioccolato schiumoso. Era bevuto durante le cerimonie, le cene importanti, le riunioni e gli spettacoli artistici e rituali.

Cioccolato” è un termine onomatopeico e deriva dalla parola atzeca xocolatl, dove atle significava “acqua” e xoc sta per il rumore che la bevanda faceva quando viene sbattuta nel recipiente in cui si preparava. Gli atzechi facevano risalire l’origine del cacao a Quetzalcóatl – il dio serpente piumato – il quale, come narra la leggenda, offrì loro questa pianta per alleviare le loro fatiche e rallegrare il loro riposo. Il botanico e viaggiatore Girolamo Benzoni, nella sua “Historia del Mondo Nuovo” (1572), racconta: “ Gli Aztechi fanno seccare i semi sul fuoco o in una ciotola di terra. Poi li rompono tra due pietre e li riducono in polvere che versano in bicchieri ricavati da zucche. Poi li umidificano a poco a poco con acqua e spesso vi aggiungono del pepe, quindi bevono il preparato.” La bevanda veniva poi mescolata con una frusta affinché il grasso del cacao che risaliva in superficie, potesse essere ben miscelato e formare una bella schiuma. Inoltre, gli Aztechi aggiungevano spezie e aromi, come peperoncino e anice, e a volte coloravano il liquido con n colorante rosso (il rocu), affinché assumesse l‘apparenza del sangue che si beveva durante i sacrifici umani (il pensiero andava sempre là). Non ci sorprende quindi che il cacao fosse così popolare presso una popolazione avvezza a compiere sacrifici umani in onore delle divinità!

Fu il conquistatore spagnolo Hernán Cortés (noto per le barbare persecuzioni a danno degli indigeni americani) a introdurre in Europa il cacao. Il cacao arrivò in Spagna agl’inizi del 1500, dove fu mantenuto segreto per 100 anni perché gli Spagnoli erano gelosi della cioccolata calda. Un po’ alla volta la bevanda si diffuse in Europa, specialmente nelle tavole dei ricchi. Da allora il cacao è entrato di prepotenza nell’alimentazione e nella vita della società occidentale, generando un giro di affari annuo che oggi si attesta intorno ai 100 milioni di dollari. Si deve all’Olandese Coenrad Van Houten l’invenzione della polvere di cacao, egli concepisce una pressa idraulica che consente di estrarre “l’olio” di cacao. Il residuo secco chiamato panello, viene poi frantumato e polverizzato. Van Houten depose il brevetto nel 1828 e mise a punto il processo del “dutching”, in cui i sali alcalini, introdotti nella pasta prima della compressione, rendono la polvere facilmente solubile e meno acida. Fatto curioso: il primo libro sulla storia, uso e ricette sul cacao è stato scritto nel 1667 dallo storico italiano Antonio Colmenero Ledesma e si intitolava “Della Cioccolata: Discorso Diviso in Quattro Parti”. Il cioccolato è un alimento energetico e quindi, già a partire dagli anni ‘40, era somministrato come integratore (con aggiunta di ferro e vitamine A, B1, B2, C, and D; il prodotto si chiamava “Bosco”) da usare al posto del latte per bambini sotto-peso. Seguì l’Ovomaltina, che oltre alle vitamine e al ferro, conteneva anche proteine, calcio e fosforo.

Cacao, patate, pomodori, mais sono soltanto alcuni degli esempi, forse tra i più eclatanti, di alimenti che sono passati dal Nuovo al Vecchio Mondo, ma vi sono innumerevoli altri casi di alimenti che sono passati da un continente all’altro portando ad una infinita varietà di consumi. Altrettanti prodotti, se non di più, hanno seguito il percorso inverso e sono passati dal Vecchio al Nuovo Mondo, come ad esempio il frumento, il riso, l’aglio. Alieni che vanno, alieni che vengono.

 

Grazie a loro, ho scritto:

Colonizzazione europea delle Americhe. http://it.wikipedia.org/wiki/Colonizzazione_europea_delle_Americhe

Dal teosinte al mais. Le Scienze on-line. http://lescienze.espresso.repubblica.it/articolo/Dal_teosinte_al_mais/1285446

Dalla Via delle Spezie alle alghe asiatiche, la sicurezza degli alimenti d’oltre frontiera. ARPA Rivista N. 5 e 6 settembre-dicembre 2007. http://www.arpa.emr.it/documenti/arparivista/pdf2007_5e6/ScorzielloAR5e6_08.pdf

Encyclopedia of kitchen history. Mary Ellen Snodgrass .Taylor & Francis Group. New York, London.

http://www.infotdgeova.it/varie/nutella.php

L’arrivo del cacao in Europa e la sua diffusione. http://www.pizza-planet.it/index.php?option=com_content&view=article&id=78:-larrivo-del-cacao-in-europa-e-la-sua-diffusione-parte-3&catid=47:cioccolatiamo&Itemid=199

Le ricette degli antichi Romani. http://guide.supereva.it/mangiar_bene/interventi/2003/03/130908.shtml

Paesaggi agrari e nuove tecnologie nella Scienza e nello Spettacolo: possibili scenari futuri per il dialogo interculturale. RELAZIONE FINALE “GIORNATA MONDIALE DELL’ALIMENTAZIONE”: “Colture e Culture alimentari. Immagini per la conoscenza e la solidarietà dei popoli”. Roma, 6 Dicembre 2005.

Storia dell’alimentazione. http://www.delfo.forli-cesena.it/dirdisei/ipertesti/ipersito/Alimentazione/HTML/storia_alimentazione_1.htm

COMMENTI 6   |   Scritto da Horty in:  Scienza e fantascienza |
Giu
10
2011
0

Di fiore in fiore

 

[il miele è] la sostanza dolce naturale che le api (Apis mellifera) producono dal nettare di piante o dalle secrezioni provenienti da parti vive di piante o dalle sostanze secrete da insetti succhiatori che si trovano su parti vive di piante che esse bottinano, trasformano, combinandole con sostanze specifiche proprie, depositano, disidratano, immagazzinano e lasciano maturare nei favi dell’alveare”.

(D.L. 21 maggio 2004, n. 179)

Le materie prime impiegate dall’ape per l’elaborazione del miele sono sostanzialmente il nettare e la melata, dove per melata si intende l’insieme delle sostanze secrete da insetti succhiatori (principalmente emitteri), che si trovano su parti vive di piante o dalle secrezioni provenienti da parti vive di piante. Sia il nettare che la melata sono raccolti dalle api per fare il miele.

Il nettare è la secrezione zuccherina, più o meno vischiosa, prodotta da particolari tessuti specializzati chiamati “nettàri”, che normalmente si trovano alla base dei fiori, tuttavia la loro posizione sulla pianta può essere molto varia e possiamo incontrare i nettàri anche in altre parti non riproduttive della pianta come le foglie, il tronco, i piccioli, ecc. Si parla di nettàri fiorali ed extrafiorali a seconda che siano portati dal fiore o che si trovino in altre parti.

Figura 1. Goccia di nettare che fuoriesce da un nettario di cactus (Glandulicactus wrightii).

I nettàri extrafiorali di molte piante sono reputati avere una funzione di ricompensa per alcune specie di formiche (Video 1), che così non si avvicinano al nettare dei fiori e allo stesso tempo fungono da deterrente per gli insetti fitofagi (soprattutto quelli che si nutrono di boccioli fiorali) poiché secernono composti a loro sgradevoli (Heil et al., 2009). Le specie vegetali che producono più nettare extrafiorale sono quelle che più ospitano queste specie di formiche. La presenza di questa simbiosi mutualistica, in cui sia piante che formiche ricevono vantaggi, aumenta il tasso riproduttivo della pianta del 49% e riduce l’erbivoria del 62%, anche se queste due variabili non sembrano essere strettamente correlati (Trager et al., 2010). Le formiche sono inoltre utili per trasportare e quindi disseminare i semi di alcune piante poiché le loro colonie tendono a nidificare nelle vicinanze delle fonti alimentari, in questo caso la pianta che produce nettare. Nel nido conservano il cibo, eliminano i detriti e defecano, aumentando così la quantità di nutrienti a disposizione delle radici delle piante ospitanti.



Video 1. Formiche che visitano i nettàri extrafiorali.


Da un punto di vista evolutivo, i primi nettàri che si conoscono sono quelli rinvenuti nella felce Pteridium aquilinum, dove hanno la funzione di attrarre le formiche, con conseguente scoraggiamento di eventuali predatori. I nettàri non sono sempre strutture con una medesima origine anatomica e funzione; dal punto di vista filogenetico, i diversi tipi di nettari sono spesso strutture analoghe (strutture che compiono il medesimo scopo ma con un’origine embrionale diversa) ma non omologhe (aventi la medesima origine). Essi rappresentano il risultato di una interazione tra pianta e animale che può essere sia volta ad attrarre che a scoraggiare l’animale stesso.

I nettàri sono, in generale, caratterizzati da un’epidermide e da un parenchima specializzato. In alcuni casi gli stomi del nettario perdono la capacità di schiudersi e perciò vengono considerati stomi modificati che permettono una secrezione continua del nettare. Al tessuto di cui è composto il nettario viene dato il nome di “nettarifero” e le sue cellule, specialmente quelle del parenchima, sono spesso piccole e hanno un grosso nucleo. In altri casi, la fuoriuscita del nettare dalle cellule del nettario può avvenire attraverso aperture simili agli stomi, attraverso i peli ghiandolari o la cuticola, che si rompe in seguito al rigonfiamento dei tessuti sottostanti.

Molto probabilmente in origine i nettàri erano assimilabili alle ghiandole che avevano il compito di eliminare all’esterno sostanze presenti in eccesso nel vegetale, principalmente zuccheri prodotti dalla fotosintesi. Erano quindi una specie di “cloaca”. Queste soluzioni zuccherine attiravano però anche gli insetti impollinatori, e quindi l’evoluzione ha fatto in modo che nella maggioranza dei casi i nettàri si venissero a trovare nei fiori; in tal modo gli insetti volando di fiore in fiore per nutrirsi di nettare si sporcavano di polline, favorendo la fecondazione incrociata delle piante.

 

La faccenda è affascinante:

1) I nettàri sono stomi modificati che compaiono con una funzione secretoria.

2) Il nettare attirava alcune formiche, i quali ne respingevano altri dannosi per le piante. E’ nata così una forma di simbiosi mutualistica, con vantaggi da entrambe le parti.

3) Altri insetti, questa volta impollinatori, si cibavano del nettare presente nei fiori e si sporcavano di polline. Si è stabilita una seconda simbiosi mutualistica.

4) I nettàri, derivanti dagli stomi, sono stati cooptati per la nuova funzione di ghiandole di escrezione escrezione (cambio di funzione: ex-aptation n.1!), poi sono diventati “attrattori” di formiche (ex-aptation n.2!!). In seguito, con un’altra ex-aptation (n.3!!!), sono diventati organi utili per l’impollinazione.

5) Stabilitasi la simbiosi mutualistica – spesso stretta e obbligata per molte specie vegetali – fiori e insetti si sono co-evoluti: l’ambiente ha selezionato le caratteristiche favorevoli per migliorare la simbiosi.

 

Riguardo a quest’ultimo punto, gli esempi di co-evoluzione sono sorprendenti e coinvolgono tutti i sensi degli insetti:

1) Olfatto. Alcuni lepidotteri sono in grado di cambiare preferenze olfattive quando una specie vegetale è più abbondante. Cioè, preferiscono l’odore del nettare dei fiori appartenenti alla specie meno abbondante, anche se il nettare in questione contiene meno energia. In questo modo favoriscono sempre l’impollinazione della specie meno abbondante, che ne ha per così dire più “bisogno” (Riffell et al., 2008).

2) Gas-recettori. I fiori di una pianta affine al pomodoro sono in grado di emettere fino a 200 ppm di CO2 al di sopra i livelli ambientali durante l’antesi (schiusura del fiore), quando il nettare è più abbondante. Tali variazioni sono percepite da alcuni recettori sulle antenne del lepidottero impollinatore (Goyret et al., 2008).

3) Termorecettori. Alcuni impollinatori preferiscono i fiori con il nettare più caldo, in quanto ciò permette di non far abbassare troppo la temperatura corporea quando sono posati sul fiore. Non raffreddando troppo i loro muscoli, come corridori di una maratona, possono riprendere il volo più facilmente, con ovvi vantaggi in termini di velocità e fuga dai predatori (quando ci si ferma per mangiare c’è maggiore pericolo di essere mangiati!). Se la temperatura ambientale sale però oltre i 34°C, questa preferenza per il nettare caldo sparisce, dal momento che comunque non si raffreddano più di tanto (Norgate et al., 2010).

4) Vista. I bombi, insetti impollinatori come le api, hanno una maggiore preferenza per il colori delle corolle dei fiori che producono più nettare. Continuano a preferirli anche se questi vengono privati del polline (Raine e Chittka, 2007). Cioè significa che i tratti fiorali possono guidare l’evoluzione per la preferenza degli insetti di alcuni colori piuttosto che di altri. Tornando alle api, Schemske and Bradshaw (1999) hanno osservato che esse preferiscono i fiori grandi e con bassi livelli di antocianine (pigmenti blu-rossi) e carotenoidi (giallo-arancio), mentre i colibrì (uccelli che si comportano come gli insetti impollinatori ma che si nutrono anche di polline! Un esempio di convergenza evolutiva?) preferiscono i fiori ricchi di nettare e con alti livelli di antocianine. Il bello è che a seconda che prevalgano api o colibrì, i fiori sono sottoposti a una diversa selezione. Le mutazioni dei fiori considerate (spesso monogeniche) sarebbero quindi selezionate sulla base della prevalenza di un impollinatore rispetto ad un altro.

5) Feromoni + vista. Molte orchidee imitano alla perfezione i feromoni femminili degli insetti impollinatori che, attirati dal profumo, si posano sull’orchidea e tentano di “accoppiarsi con essa”. Infatti i fiori delle orchidee imitano quasi alla perfezione l’addome della femmina dell’insetto impollinatore. Così il maschio si lancia sul labello dell’orchidea (un petalo modificato che funge quasi da pista di atterraggio per l’impollinatore) e tenta di accoppiarsi. Il labello, a questo punto, si capovolge, portando il maschio dell’impollinatore proprio nelle sacche del polline, che ricopre la vespa.



Video 2. L’incredibile varietà degli insetti impollinatori.
Gli studi della co-evoluzione piante-impollinatori sono ancora all’inizio e non si sono ancora raggiunte conclusione definitive, semmai ce ne siano in campo scientifico. Una delle teorie più accreditate, ma lungi dall’essere completamente dimostrata, è il modello concettuale di Grant–Stebbins. In poche parole, il modello afferma che se partiamo da due diversi impollinatori (A e B) e due popolazioni di una stessa specie vegetale (C), e per qualsiasi motivo A comincia a frequentare una popolazione e B un’altra, essi indurranno diverse pressioni selettive sulle due popolazioni, al punto tale che esse si isoleranno sempre più dal punto di vista riproduttivo, fino a formare due nuove specie vegetali (D e E). La struttura della comunità delle specie di impollinatori diventa così una delle maggiori cause di speciazione nelle piante. Si potrebbe così spiegare l’enorme radiazione delle Angiosperme (piante a fiore), che ammontano oggi a più di 250.000 specie. Se a tutto questo aggiungiamo anche l’influenza degli insetti, quali le formiche “scaccia-fitofagi”, che interagiscono con le altri componenti del sistema, e l’influenza dei fattori ambientali elencati prima, il quadro diventa a dir poco irrisolvibile!

Il tasso di secrezione di nettare risulta essere costante fino al raggiungimento di una specifica quantità di secreto; raggiunto tale livello, il fiore cessa la propria attività secernente, almeno fino alla rimozione del nettare da parte di un impollinatore. La cessazione della secrezione da parte del fiore avviene una volta che esso è stato impollinato e fecondato. Nel caso ciò non avvenga, la secrezione cessa al termine della antesi. La produzione di nettare e il suo eventuale riassorbimento hanno un alto costo energetico per la pianta; per tale ragione è poco comune da parte dei fiori il riassorbimento del nettare secreto. Nonostante ciò vi sono alcune specie vegetali che riescono a modulare la viscosità del proprio nettare mediante rilascio o riassorbimento di zuccheri.

Alla base dell’origine della secrezione del nettare agiscono complessi processi. I fattori che influiscono sulla secrezione nettarifera sono interni, collegati all’anatomia, alla fisiologia e alla genetica della pianta (Hampton et al., 2010; Radhika et al., 2010), altri esterni, di notevole importanza poiché suscettibili di ridurre o favorire la secrezione nettarifera, fino a divenire fattori limitanti, quali temperatura, vento, umidità, altitudine, irraggiamento solare, ecc. Vi sono, quindi, piante poco o niente nettarifere e piante normalmente considerate nettarifere che secernono più o meno nettare. Infine, alcune piante secernono il nettare per tutta la giornata, mentre altre solo al mattino o alla sera (ad esempio, i fiori dello zucchino durante l’estate sono nettariferi solo fino alle 10 del mattino). Naturalmente, le api, potendo scegliere, preferiscono i fiori che possono offrire le maggiori quantità alla concentrazione più elevata.



Video 3. Impollinazione delle orchidee.

Può anche accadere che un fiore, pur essendo nettarifero, sia troppo corto e quindi che l’apparato boccale delle api non riesca a raggiungere il nettare. Talvolta, per ovviare a questo inconveniente, le api riescono a succhiarlo dall’esterno. Normalmente, più un fiore viene visitato e più nettare produce. Quando un fiore viene visitato, viene marcato con una sostanza repellente che le api sono in grado di individuare in volo e questo permette di lasciar passare un certo lasso di tempo tra una bottinatura e l’altra.

L’apparato boccale masticatore-succhiatore delle api, altamente specializzato, consente di succhiare il nettare. La muscolatura della faringe con la dilatazione e la contrazione della cavità pre-orale che funge da pompa, consente il risucchio del nettare o il suo rigurgito. Il liquido così succhiato giunge alla borsa melaria, che consiste in una dilatazione dell’esofago dove viene accumulato. Si calcola che per trasportare un litro di nettare sono necessari almeno 25.000 viaggi!!! La borsa melaria è separata dal resto del canale digerente da una valvola speciale che ha la funzione di far passare nell’intestino vero e proprio solo la quantità di nettare necessaria all’alimentazione dell’ape, e di filtrare il nettare dalle impurità che potrebbe contenere.

Il nettare che sgorga dai nettàri è in stretta relazione con la linfa elaborata dai vasi cribrosi (succo floematico), con cui i nettàri sono in collegamento. La composizione del nettare è simile per quanto riguarda i costituenti principali, quali acqua e zuccheri, a quella della linfa; tuttavia, il tenore in acqua è molto variabile, e quindi varia anche la concentrazione totale degli zuccheri, che oscilla tra il 5 e l’80%. La parte fondamentale del nettare è rappresentata dai carboidrati (saccarosio in primis), ma esso contiene anche aminoacidi, enzimi, sali minerali (potassio soprattutto), acidi organici, pigmenti, sostanze aromatiche e vitamine.

That’s all!

 

Grazie a loro ho scritto:


(le pubblicazioni elecate sono reperibili gratuitamente on-line sui siti delle riviste PNAS e PLoS ONE):

Goyret et al. (2008) Context- and scale-dependent effects of floral CO2 on nectar foraging by Manduca sexta. PNAS, vol. 105, no. 9:4565-4570

Hampton et al. (2010) Identification of Differential Gene Expression in Brassica rapa Nectaries through Expressed Sequence Tag Analysis. PLoS ONE, vol. 5, no. 1:e8782

Harder and Barrett (2006) Ecology and Evolution of Flowers. Oxford University Press, Great Clarendon Street, Oxford, UK

http://www.cactus-art.biz/note-book/Dictionary/Dictionary_N/dictionary_nectary.htm

http://www.storialibera.it/controevoluzione/selezione_naturale_03.php

Norgate et al. (2010) Ambient Temperature Influences Australian Native Stingless Bee (Trigona carbonaria) Preference for Warm Nectar. PLoS ONE, vol. 5, no. 8:e12000

Radhika et al. (2010) The Role of Jasmonates in Floral Nectar Secretion. PLoS ONE, vol. 5, no. 2:e9265

Riffell et al. (2008) Behavioral consequences of innate preferences and olfactory learning in hawkmoth–flower interactions. PNAS, vol. 105, no. 9:3404-3409

Rodríguez-Gironés and Llandres (2008) Resource Competition Triggers the Co-Evolution of Long Tongues and Deep Corolla Tubes. PLoS ONE, vol. 3, no. 8:e2992

Schemske e Bradshaw (1999) Pollinator preference and the evolution of floral traits in monkeyflowers (Mimulus). PNAS, vol. 96, no. 21:11910–11915

Strada (2011) “L’affascinante mondo della api”. Tesi di laurea, Corso di Laurea in Scienze della Formazione Primaria, A.A. 2010/2011.

Trager et al. (2010) Benefits for Plants in Ant-Plant Protective Mutualisms: A Meta-Analysis. PLoS ONE, vol. 5, no. 12:e14308

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Giu
08
2011
0

Carnevale della biodiversità – IV edizione


CARNEVALE DELLA BIODIVERSITA’ – IV EDIZIONE

La terza edizione del Carnevale della Biodiversità si è rivelata di livello molto elevato, e come organizzatori siamo quindi decisamente contenti.

Abbiamo deciso di rimetterci in moto anche stavolta per “generare” una quarta edizione che si apre con alcune novità: prima di tutto il comitato centrale – Livio, Lisa e Marco – ha chiesto a un ospite (nel senso di host, non di guest) di prendersi carico del Carnevale stesso e commentare quindi con sapienza i post che saranno pubblicati. E che ospite: si tratta infatti di Renato Bruni titolare del blog Erba Volant, uno dei migliori dell’intera blogosfera italiana, per la botanica o non solo.

L’argomento su cui graviteranno i post di questa edizione è decisamente interessante, e siamo sicuri che ancora una volta solleticherà la vostra curiosità e fantasia. Eccolo:

“Alieni fra noi”


Come per la terza edizione, visto che i blogger che ci chiedono di aderire sono sempre più numerosi, questa volta non vi anticipiamo l’elenco dei partecipanti in modo da lasciare una porta aperta ai ritardatari: se vi va di partecipare scriveteci!

Naturalmente valgono ancora le “solite” regole per la partecipazione che riteniamo essere state utili sia per la coordinazione dell’iniziativa che per la qualità dei post:

1. I post devono essere pubblicati tutti insieme il 22 Giugno, non prima e non dopo, per consentire una più semplice fruizione ai lettori

2. I post devono essere inviati a Renato Bruni ([email protected]) entro e non oltre il 20 Giugno in modo da avere il tempo di redigere la review.

3. I post devono essere di tenore scientifico anche se in tono divulgativo, e devono avere come argomento il tema proposto. Esperienze personali, aneddoti e didattica sono sicuramente interessanti, ma non sono pertinenti con i propositi del Carnevale.

4. I contributi devono essere originali, scritti per l’occasione, in modo da non scoraggiare i lettori con una “minestra riscaldata”. Ovviamente la proprietà intellettuale del post rimane esclusivamente del blogger che poi può disporne come vuole.

5. Il post dovrà contenere il logo del carnevale in modo da rendere il contributo riconoscibile come parte dell’iniziativa e un link alla review, che comparirà in rete alla mezzanotte del 21 Giugno sul blog Erba Volant.

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