La belle verte » Personali
Crea sito
Mag
20
2017
0

Nutrirsi bene nutrendo i suoli

L’agricoltura convenzionale si basa sui fertilizzanti minerali per nutrire le colture e su pesanti lavorazioni del terreno, ma in tal modo finisce per rovinare il suolo, diminuendone la sua qualità chimica, fisica e biologica, che a sua volta influenza la fertilità. L’agricoltura biologica considera il suolo alla base della produzione sostenibile. In termini di produzioni e di area coltivata, però, l’agricoltura biologica rappresenta una piccola fetta della “torta agricola”. Tuttavia, le sue idee e i suoi metodi hanno un impatto notevole in quanto sono pioniere di una forte onda di innovazione. Ciò è particolarmente vero per la sua idea centrale: mantenere e aumentare la fertilità del suolo come chiave per la sostenibilità e la produttività.

è qui che entrano in gioco i microorganismi del suolo. Essi sono paragonabili ad abili operai (un grammo di suolo può contenere fino a un miliardo di batteri, senza considerare i funghi!); forniscono alle piante nutrienti benefici lavorando con la natura per garantire una buona struttura del suolo. Questi aspetti non dovrebbero essere trascurati, ma è esattamente quello che l’agricoltura convenzionale include. La diffusione di fertilizzanti minerali può alimentare il raccolto ma allo stesso tempo ignora le esigenze dei microorganismi viventi nel suolo. L’applicazione di fertilizzanti minerali riduce la quantità di materiale organico che questi microorganismi degradano e riciclano e, di conseguenza, i microorganismi stessi rimangono senza cibo.

L’azoto proveniente da fertilizzanti di sintesi è un’altra parte del problema in quanto velocizza la decomposizione di sostanze organiche nel suolo. Maggiore è il suo dosaggio, più veloce è il degrado; e maggiore è il surplus di azoto nel suolo, il quale percola nelle falde idriche e può divenire tossico (soprattutto se in forma nitrica). Con la perdita di humus, molti degli effetti positivi dovuti ai microorganismi del suolo scompaiono. Le colture diventano più suscettibili ai parassiti e la qualità del terreno diminuisce velocemente. L’applicazione di fertilizzanti a base di fosfati può anche essere controproducente: danneggia e riduce la crescita dei funghi micorrizici, quelli in simbiosi con le radici e che aumentano l’assorbimento dei fosfati.

 

 In molte aree, la domanda per la qualità biologica supera l’offerta.

 

Al contrario, un concetto fondamentale dell’agricoltura biologica è la creazione di condizioni ideali per i microorganismi del suolo. Le rotazioni colturali e l’applicazione di colture di copertura per tutto l’anno mantengono una ricca varietà di vita al di sopra e al di sotto del terreno, proteggono la superficie del suolo dall’erosione e promuovono la crescita delle radici. Tutto ciò, a sua volta, alimenta meglio i microorganismi e migliora la struttura fisica del suolo. Basti pensare che un terreno sano può conservare fino a quattro volte il proprio peso in acqua; ciò consente di compensare periodi di forti piogge o siccità, cosa che i terreni impoveriti e compattati non hanno capacità di fare. Nelle zone tropicali, l’agricoltura biologica può garantire una ricca varietà di specie non solo mediante la rotazione delle colture ma anche con la presenza di più colture allo stesso tempo (consociazione), facendo cioè crescere contemporaneamente vari raccolti in uno stesso campo.Inizio modulo Queste colture simultanee possono trovarsi su diversi piani: alberi al di sopra, arbusti nella fascia intermedia, piante più basse vicino al suolo. In questi sistemi, i microorganismi del suolo decompongono le foglie che cadono dagli alberi e i residui colturali, riciclano le sostanze nutritive e le rendono disponibili ad altre colture. Queste colture miste avrebbero anche senso a medie latitudini – come avviene per la viticoltura o per la coltivazione di alberi da frutto. Il mix di colture sopprime i parassiti e stimola la crescita reciproca delle piante.

 

 Il percorso più breve non è sempre il più efficiente: i microorganismi muoiono quando i fertilizzanti minerali nutrono le piante.

 

Favorendo la decomposizione e la conversione della materia organica, l’agricoltura biologica contribuisce a creare un elevato livello di attività biologica nel suolo, che nutre le colture stesse. Poiché evita fertilizzanti minerali e migliora la qualità del suolo, l’agricoltura biologica utilizza mediamente il 30% in meno di combustibile fossile per ettaro rispetto all’agricoltura convenzionale e, in media, conserva il doppio di anidride carbonica nel terreno, mitigando quindi gli effetti del riscaldamento globale dovuto all’effetto serra. La sostanza organica lega inoltre i nutrienti e li trattiene nel terreno. Se c’è poco humus, le sostanze nutritive – in particolare l’azoto – possono essere facilmente dilavate nell’acqua sotterranea, fuori dalla portata delle radici delle piante. A titolo di esempio, i tassi di lisciviazione sulle aziende biologiche sono circa la metà di quelle della produzione convenzionale. Inoltre, colture coltivate biologicamente possono mobilitare il fosforo – elemento di solito non molto disponibile – dal suolo stesso, rendendolo più disponibile per le piante, così riducendo o eliminando la necessità di applicare fertilizzanti minerali a base di fosfati.

 

I microorganismi del suolo vivono tempi difficili (zone rosse). 

 

E per quanto riguarda le rese? Un’analisi basata su 160 ricerche ha dimostrato che nei paesi sviluppati le rese dovute ai metodi di agricoltura biologica sono in media il 92% di quelli convenzionali, quindi solo di poco inferiori a questi ultimi. Nei tropici, un’analisi tratta da 133 studi ha mostrato che l’agricoltura biologica ha aumentato i rendimenti fino al 74% senza diminuire la fertilità del suolo a lungo termine.

L’agricoltura biologica ha infatti un approccio di base e tecniche per la gestione sostenibile del suolo nel medio-lungo periodo, nel senso che i suoi effetti benefici non sono immediati. Tuttavia, le sue tecniche devono essere ancora studiate, sviluppate e migliorate ulteriormente per combinare la parte scientifica con la pratica e venire incontro alle reali necessità degli agricoltori e del mercato. In particolare, è necessario migliorare la fertilizzazione organica attraverso metodi moderni di compostaggio. Per eliminare i fertilizzanti sintetici, sono necessarie tecniche meccaniche, chimiche, microbiologiche e biologiche per piccoli impianti di produzione che possano convertire i fosfati minerali in forme più solubili, così come sistemi agricoli che producano rese elevate e fissino sufficiente azoto biologico.

I vantaggi dell’agricoltura biologica sono oggi più che mai evidenti. Per il suolo, non importa se la produzione sia “biologica certificata”, ma che segua i principi biologici.

COMMENTI 0   |   Scritto da Horty in:  PersonaliScienza e fantascienza |
Mar
03
2017
0

Felci arboree

 

 

Le Pteridofite sono chiamate, in linguaggio comune, “felci”. Costituiscono il phylum più complesso e diffuso tra le piante che non differenziano semi. Hanno avuto il loro momento di massima diffusione nel Devoniano (intorno a 400 milioni di anni fa), quando erano di dimensioni gigantesche e i loro residui hanno dato origine poi ai giacimenti di carbon fossile che sfruttiamo oggi. Le felci comprendono sia specie erbacee che specie arboree (se ne conoscono 12.000 specie, la maggior parte delle quali tropicali). Come tutte le piante, le felci, hanno alternanza di generazioni, cioè è come se una stessa specie comprenda due individui distinti (non in termini di sesso, ma proprio di alternanza di generazioni). A differenza con le Angiosperme (piante con i semi), dove il gametofito (che produce gameti a maturità) si sviluppa sulla pianta madre (sporofito), e quindi non ha una vita completamente autonoma, nelle felci il gametofito è indipendente, una pianta a sé stante, al punto tale che è spesso difficile capire a quale sporofito corrisponda. La cosa è sorprendente e mi aveva stupito già ai tempi dell’università; è come se mio figlio fosse un animale completamente diverso da me, con un corredo cromosomico dimezzato, ma sia a sua volta in grado di dare origine ad un uomo!

Nelle felci, lo sporofito (per intenderci, la pianta con rizomi, radici, fusti e fronde; quella che vediamo facilmente) ha spore prodotte in sporangi racchiusi in organi particolari portati al di sotto delle fonde (sori). Le spore, a maturità, vengono diffuse dal vento e, germinando, danno origine a protalli aploidi, separati dalla pianta madre, e di piccole dimensioni. I protalli sono a tutti gli effetti gametofiti con degli organi chiamati anteridi e archegoni (presenti nella stessa pianta, che quindi è ermafrodita, o in gametofiti a sessi separati), i quali producono rispettivamente gameti maschili (anterozoi mobili) e femminili (oosfere immobili). Gli anterozoi, nuotando nell’acqua che inumidisce i protalli, arrivano negli archegoni e si fondono con le oosfere. Dallo zigote risultante si origina lo sporofito diploide, e il ciclo ricomincia. Gli sporofiti delle felci erano riuniti un tempo nelle Crittogame vascolari, in quanto piante prive di fiori ma con apparati conduttori ben differenziati.

Nei climi mediterranei, le felci sono tipiche piante di sottobosco, con eccezione della felce aquilina, che è eliofila, vive nelle radure e può diventare un’infestante. Questo perché l’umidità, come abbiamo detto, è essenziale per la loro riproduzione e per il loro sistema vascolare non così efficiente come quello delle Angiosperme. Il paese invece più ricco di felci è la Nuova Zelanda, dove, soprattutto nell’isola del Nord, le felci sono le piante forestali predominanti. La Nuova Zelanda è relativamente giovane in termini geologici, ma le sue piante e i suoi animali risalgono a un tempo molto lontano. Grazie al suo lungo isolamento, il Paese si presenta come un vero e proprio vivaio di piante particolari e assai varie, spesso esclusive del suo territorio. Il clima è piovoso, soprattutto nella North Island. Per chi si spinge nella foresta kiwi è impossibile non incontrare le felci arboree. La Nuova Zelanda è infatti una terra di felci, delle quali conta più di 80 specie.

 

Tra di esse si riconoscono con grande facilità la felce “mamaku” (felce nera; Cyathea medullaris), che arriva a 20 m di altezza ed è diffusa nelle gole umide di tutto il Paese. E’ la felce più alta e a rapido accrescimento, con fronde a ombrello alte fino a 6 m e larghe 2 m. Viene chiamata “nera” a causa del suo tronco nero e sottile, segnato da uno schema esagonale o ellittico laddove le fronde si distaccano. Le stipole (i gambi delle fronde) sono di colore blu-nero con una struttura ruvida, e le loro basi sono coperte da una peluria nera e luminosa. La base della felce è spesso molto ampia e rinforzata, e piena di radici aeree ingarbugliate. Per questa ragione, i Maori la utilizzavano per depositare e conservare il cibo, dal momento che era impenetrabile anche per i ratti. Le parti più tenere della pianta, tra cui i nuovi germogli non ancora dischiusi, la base delle stipole e il midollo tenero, erano mangiate fredde dopo essere state bollite in un forno di terra. Una curiosità, “Black Ferns” è il nome della squadra nazionale di rugby femminile della Nuova Zelanda, mentre il logo degli “All Blacks”, la fortissima squadra maschile, è una fronda di felce nera stilizzata.

 

 

 

Un’altra felce molto bella, nonché emblema della Nuova Zelanda, è la “ponga” o “kaponga” (felce argentata; Cyathea dealbata), una specie che arriva a 10 m di altezza e presenta, a maturità, fronde dalla caratteristica coloritura bianca sul lato inferiore, lunghe 1-4 m e larghe 4 m. Le fronde delle piante giovani non sono argentee, ma le piante immature possono essere comunque riconosciute dalle loro stipole color argento. I tronchi degli alberi maturi, nelle zone in cui si distaccano le fronde, hanno una struttura a pioli rivolti verso l’alto, di colore chiaro-argenteo. I Maori usavano il midollo delle stipole per curare malattie cutanee e i tronchi per costruire le pareti delle capanne. La felce argentata, peraltro, è assai diffusa nei loghi di molte aziende, oltre che sulle magliette di molti tra i più importanti marchi sportivi del paese. A novembre 2014, i kiwi sono stati chiamati a cambiare bandiera, cambiando la vecchia (con la Union Jack, retaggio dell’impero coloniale britannico, e la Croce del Sud) con una nuova raffigurante una felce argentata su fondo nero, bianco e blu. Quest’ultima bandiera era stata scelta con un primo referendum, tenutosi a dicembre, tra i cinque bozzetti finalisti di un concorso a cui ne erano stati inizialmente sottoposti oltre diecimila. I risultati del referendum, però, hanno finito per confermare la bandiera tradizionale.

 

 

 

La hen and chickens fern (in lingua maori, “manamana” o “mouki”; Asplenium bulbiferum) è anch’essa molto comune, ma più adattata a foreste più fresche di altura rispetto alle due precedenti. Presente anche in Australia. Produce tantissime fronde di colore verde-pallido (alte fino a 1,5 m e larghe 40 cm) che gradualmente si curvano verso il suolo. Le stipole sono nere e squamose alla base e verdi in alto, e hanno dei solchi sulla superficie superiore. Il nome comune (felce “gallina e polli”) è dovuto al fatto che si formano dei bulbilli (i polli) sulle sue fronde, i quali si distaccano, cadono sul suolo e si sviluppano in nuove piante per via vegetativa (senza passare dalla riproduzione sessuale). Le parti giovani delle piante erano cotte al vapore e mangiate ad insalata.

 

 

 

La crown fern (“piupiu”; Blechnum discolor), presente in molti tipi di foreste, cresce in grandi ciuffi a forma di corona con numerose fronde di colore verde opaco al centro e verde giada ai lati. Si trova nel sottobosco in forma di grandi colonie a causa del suo comportamento stolonifero (gli stoloni sono fusti orizzontali che si estendono nel suolo e formano nuove piante, come succede nelle fragole). In inverno, la felce a corona produce fronde fertili separate dalle altre e che crescono al centro della pianta. Queste fronde fertili sono marroni e a forma di lisca di pesce. Dal momento che non è mangiata da cervi e opossum, è spesso predominante, quasi infestante. Le piante più vecchie possono formare un tronco corto. I Maori mangiano le fronde non ancora dischiuse sia crude che cotte.

 

 

 

Infine, chiudo con l’elegante “wheki” (Dicksonia squarrosa), una delle felci arboree più comuni (2-6 m di altezza) in Nuova Zelada, che cresce dal livello del mare fino a 750 m di altitudine. Il tronco può formare “gemme” che poi sviluppano un proprio tronco, soprattutto se il tronco principale è danneggiato. Anche i rizomi sotterranei possono formare nuovi tronchi. Le fronde sono di colore verde scuro e dure al tatto, mentre la nervatura centrale delle fronde nuove è sospesa e appare come un gonnellino marrone.

 

 

COMMENTI 0   |   Scritto da Horty in:  Natura e libertàPersonaliScienza e fantascienza |
Gen
18
2017
0

Biolumi della scienza

 

Tra gli animali sono tantissimi i fenomeni di bioluminescenza, alcuni di quali stupefacenti. Anche se a seconda della specie ci sono organi preposti a creare luce, il meccanismo biochimico di base è pressoché sempre lo stesso: l’ossigeno si combina con una proteina chiamata luciferina, ossidandola, e producendo al contempo una luce di colore verde-azzurra (l’emissione è a 520-530 nm). La reazione è molto efficiente: quasi tutta l’energia chimica – nella reazione è infatti necessario anche ATP – viene convertita in energia luminosa, per cui si perde pochissimo calore (molto di meno delle nostre lampadine LED, che pur di calore ne producono poco). La reazione è veloce e catalizzata da un enzima chiamato luciferasi. “Luciferasi”, però, non è la denominazione di un singolo enzima. Si tratta piuttosto di un termine generico che indica enzimi del gruppo delle ossigenasi, presenti in numerosi organismi, anche molto distanti filogeneticamente tra loro, come cnidari, crostacei, insetti e pesci.

L’esempio più noto è forse quello delle lucciole, insetti coleotteri appartenenti alla famiglia Lampyridae: se ne conoscono circa 2000 specie che vivono in una serie di ambienti caldi e umidi, ma anche in regioni più temperate, e sono abitualmente avvistate nelle sere d’estate. La luce prodotta nell’addome delle lucciole è solitamente intermittente, e lampeggia secondo modalità uniche per ciascuna specie. In quasi tutte le specie di lucciole, l’emissione della luce serve a individuare potenziali partner. Mantenere una luminosità intensa e a intervalli regolari è difatti prerogativa degli individui più forti e cono più energia, quindi adatti quindi a riprodursi. In altre specie, la luce è anche un meccanismo di difesa e costituisce un chiaro segnale che mette in guardia dallo sgradevole sapore dell’insetto. Il fatto che anche le larve siano luminescenti dà sostengo a questa teoria.

 

01 - Lucciola

L’addome luminescente di una lucciola.

 

Un altro esempio, forse più esotico è quello dei glowworm (Arachnocampa luminosa), ditteri luminescenti troglobii endemici della Nuova Zelanda, dove è possibile ammirarli (non solo) nelle turistiche Waitomo Caves. In questo caso sono solo le larve (e le femmine adulte) ad essere luminescenti, in modo da attirare altri insetti che vedono nella loro luce una via di uscita dalle grotte. Ma, direte voi, sono solo larve, cosa possono fare a insetti adulti più grandi di loro? La fregatura risiede nel fatto che, oltre, alla luce, le larve producono dei filamenti proteici appiccicosi tra i quali le malcapitate prede si impigliano. E allora, zac, l larve se li mangiano. Lo spettacolo è unico perché alla luce si vede questa tendina di filamenti che pendono dal soffitto delle caverne, mentre al buio si scorgono, non senza senso di meraviglia, i puntini luminosi verdi alla base dei filamenti (mi viene in mente come esempio quello delle fibre ottiche).

 


I glowworms delle Waitomo Caves, in Nuova Zelanda.

 

Simile tattica, ma in un contesto completamente diverso è attuata dai Melanocetidi e dai Ceratiidi, due famiglie di pesci che possiedono l’illicio, derivate dal primo raggio della pinna dorsale estremamente allungato e mobile con una piccola escrescenza luminosa alla sommità, in modo da essere usato per attirare le prede, che poi vengono voracemente inghiottite.

 

02 - Cryptopsaras couesii

La temibile silhouette abissale del Ceratiidae Cryptopsaras couesii.

 

Poiché la bioluminescenza è facilmente saggiabile, il gene della luciferasi di lucciola è spesso usato come gene reporter negli esperimenti di trascrizione e traduzione per evidenziare l’effettiva acquisizione di frammenti genici negli organismi OGM o l’attivazione o meno di un gene. Cioè, in parole povere, lo stato dell’interruttore del gene (il promotore, a monte della sequenza codificante) indica se il tratto di DNA che codifica per una proteina verrà trascritto o meno. Se al posto del tratto codificante sostituiamo il gene della luciferasi, quando il promotore è “acceso” avremo, appunto, l’espressione della luciferasi (invece del tratto codificante che darebbe origine alla proteina normalmente presente). È come collegare una luce ad un interruttore generico che potrebbe azionare qualsiasi cosa: vediamo la luce e capiamo che l’interruttore è acceso. Di conseguenza, al microscopio, si noterà la luminescenza e si potrà capire se determinate condizioni ambientali o fisiologiche accendano o spengano un gene di interesse. Questa tecnica ha il grande vantaggio di permettere di studiare geni di particolare interessi, come quelli attivati in determinati condizioni patologiche, tra cui i tumori o malattie genetiche.

Esistono anche funghi naturalmente luminescenti. Una delle specie fungini bioluminescenti più studiata è Mycena chlorophos, che vive in Asia subtropicale, inclusi Giappone, Taiwan, Polinesia, Indonesia e Sri Lanka, in Australia e in Brasile. DI solito, sia il micelio sotterraneo che i corpi fruttiferi sono luminescenti, per cui non si capisce bene il significato adattativo. Sembra però che, almeno in questo caso, la bioluminescenza abbia un altro scopo. Essa, come abbiamo detto prima, richiede infatti molta energia chimica (ATP) e ossigeno, per cui ci deve essere una necessità ben precisa per “sprecarli” entrambi. Nel caso di questi funghi, il processo, consumando ossigeno, potrebbe consentire di eliminare i radicali liberi prodotti durante la decomposizione del legno della lettiera in cui questi funghi vivono. Altri ipotizzano che negli ambienti bui e con chiome fitte delle foreste tropicali, la bioluminescenza dei corpi fruttiferi potrebbe essere un vantaggio per attrarre erbivori, inclusi insetti e altri artropodi, che potrebbero aiutare a disperdere le spore. D’altra parte, quando sono il micelio e le strutture vegetative ad essere bioluminescenti, la luce potrebbe scoraggiare gli erbivori a cibarsi del fungo.

 

03 - Mycena chlorophos

Il fantascientifico funghetto luminescente Mycena chlorophos.

 

Gli esempi nel mondo animale (e anche tra i batteri: note sono le simbiosi tra Vibrio fischeri e alcuni organismi marini) si sprecano, ma cosa dire delle piante? Nonostante la luce sia essenziale per i cari amici autotrofi ed i fenomeni di fluorescenza non manchino (basta pensare a quella della clorofilla, ma questa è un’altra storia), sembra che piante luminescenti, almeno in natura, non esistano. La tecnica degli OGM con la luciferasi si può estendere a qualsiasi gene di interesse e a qualsiasi organismo, al punto tale che in Israele hanno già brevettato piante con il Dna modificato per illuminare gli ambienti (glowing plants). Se gli OGM non fossero banditi in Europa, mi aspetterei di vederli presto sui banconi dell’Ikea. Altri esempi di piante artificialmente luminescenti potete vederli qui. A parte le amenità, l’uso di piante bioluminescenti per l’illuminazione stradale, più che per l’illuminazione di interni, mi sembra invece un’ottima idea, anche considerando tutte le volte che ho squartato la gomma sui bordi dei marciapiedi. Tra le alghe bioluminescenti c’è la Nocticula scintillans, un dinoflagellato monocellulare bioluminescente famoso anche per le sue fioriture algali durante i fenomeni di eutrofizzazione. Qui, la reazione avviene in particolari organelli cellulari simpaticamente chiamati “scintilloni”.

Nelle piante terrestri, almeno allo stato attuale delle conoscenze, la bioluminescenza è andata persa. Forse perché le piante, più che emettere radiazione visibile, più che altro la assorbono, o forse perché l’emissione nel verde potrebbe disturbare altri fenomeni fotochimici; fatto sta che la bioluminescenza basata sul sistema lucifrina/luciferasi si è persa. L’unico genere di piante che ricorda vagamente la luminescenza è Lunaria, che comprende tre specie, di cui due, Lunaria annua e Lunaria rediviva, sono diffuse allo stato spontaneo in gran parte d’Europa, Italia compresa, mentre la terza, Lunaria telekiana, è endemica dell’Albania. Il nome non è casuale, perché l’aspetto rotondeggiante ed argenteo dei frutti maturi richiama l’aspetto della luna o, meno romanticamente, di monete d’argento. In Italia, la Lunaria viene chiamata “Medaglione del Papa”, “Moneta del Papa”, “Moneta pontificia” o “Occhiali del Papa”. Non si capisce perché la specificazione “del Papa”; forse perché i papi hanno soldi e appunto “stanno come un papa”. Il colore, in questo caso, dipende da fenomeni di riflessione della luce; niente a che vedere con la bioluminescenza.

 

04 - Lunaria

Le monete di Lunaria.

 

COMMENTI 0   |   Scritto da Horty in:  PersonaliScienza e fantascienza |
Locations of Site Visitors


    









Design: TheBuckmaker.com WordPress Themes