Come gli alberi comunicano tra loro attraverso una rete simile al web

Siamo abituati a vedere gli alberi nei parchi come indipendenti e indifferenti l’uno all’altro, ma le piante non sono esseri elementari e rozzi come troppo spesso tendiamo a pensare; al contrario, come insegna lo studioso di neurobiologia vegetale Stefano Mancuso, sono creature intelligenti, capaci di comunicare tra loro per scambiarsi risorse e informazioni anche a grandi distanze, proprio come noi umani, se non meglio. Lo fanno attraverso una sterminata rete di connessioni: quest’anno la ricerca svolta da un gruppo di lavoro composto da scienziati svizzeri e statunitensi ha restituito per la prima volta la mappatura di questo intricato network ed evidenziato che le peculiarità di funghi e microrganismi in simbiosi con le radici degli alberi determinano la capacità di quegli alberi stessi di accedere ai nutrienti limitati presenti nell’atmosfera o nel suolo, di sequestrare anidride carbonica e di resistere agli effetti dell’emergenza climatica. I ricercatori hanno scoperto che ci sono brusche transizioni tra le tipologie dominanti di simbiosi, determinate in gran parte da tassi di decomposizione influenzati dal clima.

Stefano Mancuso

L’esistenza di un network vivente di connessioni tra gli alberi nelle foreste era già nota ed è da tempo al centro delle ricerche scientifiche. Il team di scienziati capitanato dall’ecologa canadese Suzanne Simard, per esempio, aveva già dimostrato una decina di anni fa la grande somiglianza tra questo wood wide web – come è stato ribattezzato – e la rete internet, dando un’idea della sua complessità. I collegamenti tra le radici degli alberi sono resi possibili da un’infinità di batteri, funghi e microrganismi che permettono, anche a grandi distanze, lo scambio di nutrienti quali carbonio, azoto, zuccheri e acqua, ma anche di informazioni come la minaccia di attacchi di parassiti e contribuiscono ad azioni complesse come le cure parentali e il riconoscimento della “prole”. Alcuni tipi di funghi, sono in grado di sviluppare nel sottosuolo una rete di 100 km di collegamenti nello spazio che un uomo compie in un solo passo. Sono le piante di maggiori dimensioni – per questo detti “alberi hub” o “alberi madre” – a fungere da snodi che mantengono un numero molto elevato di connessioni tra individui di specie diverse.

L’ecologo britannico Thomas Crowther ha iniziato a raccogliere i dati relativi alle foreste di tutto il mondo da agenzie governative e da singoli scienziati a partire dal 2012, per giungere nel 2015 a mappare la distribuzione degli alberi sulla Terra che, secondo i suoi calcoli, sarebbero tre trilioni. Ispirato dai suoi studi, il biologo di Stanford Kabir Peay l’ha contattato per proporgli di fare lo stesso con la rete sotterranea di connessioni tra gli alberi, per crearne la prima mappa globale. I due scienziati hanno quindi costituito un team di ricercatori che, tra il Crowther Lab – il laboratorio fondato da Crowther all’ETH di Zurigo – in Svizzera e l’Università di Stanford negli Stati Uniti, hanno portato alla pubblicazione nel maggio 2019 della mappatura che ha mostrato per la prima volta l’ampia rete di radici, batteri e funghi che da 500 milioni di anni aiuta gli alberi a connettersi tra loro.

I ricercatori si sono basati su milioni di dati frutto di osservazioni dirette degli alberi e dei loro legami simbiotici con il suolo, costruendo dei modelli che permettono di visualizzare la rete. Uno strumento prezioso è stato il database del Global Forest Biodiversity Initiative, un portale di scienziati che gestisce il più grande database esistente sulle foreste: copre 1,2 milioni di appezzamenti boschivi con 28mila specie vegetali, in oltre 70 Paesi. I ricercatori hanno creato un algoritmo per individuare le correlazioni tra le diverse specie di funghi e di alberi catalogati nel database di Crowther e i fattori ambientali locali come la temperatura, le precipitazioni, la chimica del suolo e la topografia. In seguito hanno usato i legami individuati dall’algoritmo per compilare la prima mappa globale, che potrebbe anche aiutare a predire quali tipi di funghi vivono nei luoghi dei quali si hanno meno dati, come ampie parti dell’Africa e dell’Asia.

Ma perché esistono queste connessioni, così simili alla rete del web? I funghi non sono in grado di svolgere la fotosintesi, motivo per cui hanno bisogno delle piante; in compenso sono efficienti nel colonizzare il terreno con il loro micelio. Per questo scambiano acqua, minerali e altre sostanze chimiche con gli alberi in cambio degli zuccheri e del carbonio frutto della fotosintesi, trasportando anche messaggi di allarme in caso di attacco di parassiti. Inoltre, grazie alla rete, gli alberi hub sono in grado di riconoscere i propri alberi figli anche a grandi distanze e di nutrirli attraverso le connessioni sotterranee, trasmettendo loro, attraverso il nutrimento, anche le informazioni chimiche necessarie ad adeguarsi al meglio all’ambiente circostante.

Si distinguono principalmente due tipologie: i funghi arbuscolari (AM) penetrano nelle radici dell’ospite, mentre i funghi ectomicorrizici (EM) circondano le radici senza insinuarsi al loro interno. Questi ultimi, maggiormente presenti negli ambienti temperati e boreali, contribuiscono a sequestrare l’anidride carbonica dall’atmosfera, ma sono più vulnerabili al cambiamento climatico; le piante a loro associate (dette alberi micorrizici) rappresentano solo il 2% di tutte le specie vegetali al mondo, ma sono così sviluppate che appartiene a loro circa il 60% di tutti gli apparati radicali esistenti sulla Terra. I funghi arbuscolari, invece, sono in simbiosi con le specie vegetali dominanti ai tropici e promuovono un veloce riutilizzo dell’anidride carbonica. Secondo la ricerca, con l’aumento delle temperature diminuiranno i funghi di tipo EM – e quindi anche le specie arboree a loro associate – per essere rimpiazzati dagli AM. Lo studioso di funghi micorrizici Merlin Sheldrake sottolinea che “Le relazioni tra le piante e i funghi micorrizici sono alla base di gran parte della vita sulla Terra. Questo studio fornisce le informazioni chiave riguardo a chi vive dove e perché”.

Conoscere a fondo il wood wide web non è fine a se stesso. Già l’anno scorso una ricerca delle microbiologhe dell’Università di Pisa e del Cnr Manuela Giovannetti, Alessandra Pepe e Cristina Sbrana ha dimostrato che la vita della wood wide web è slegata dalla vita della pianta di riferimento: anche dopo mesi dall’abbattimento di un albero, infatti, la rete continua a vivere e può stabilire nuove connessioni. Le scienziate italiane hanno contribuito così a portare alla luce alcune importanti funzionalità della rete fungina nel sottosuolo, conoscenze utili per il mantenimento della fertilità biologica del suolo: “Una strada che deve tener conto dei rapporti di cooperazione tra piante e microrganismi benefici, nell’ottica della loro utilizzazione nella produzione sostenibile di cibo di alta qualità”, come ha spiegato Giovannetti. Adesso la mappatura del team del professor Thomas Crowther ampia le potenzialità: come ha spiegato Crowther stesso: “Per la prima volta siamo in grado di capire il mondo al di sotto dei nostri piedi, ma su una scala globale […]. Proprio come una risonanza magnetica del cervello ci aiuta a capire come funziona il sistema nervoso centrale, questa mappa globale dei funghi del sottosuolo ci aiuta a capire come funzionano gli ecosistemi globali […]. Abbiamo scoperto che certi tipi di microrganismi vivono in alcune parti del mondo e comprendendo questo possiamo scoprire come ripristinare diversi ecosistemi e anche come il clima sta cambiando”.

L’insegnamento di maggiore interesse che si può trarre dalla ricerca svizzero-americana è l’importanza che questa rete sotterranea ha per affrontare la crisi climatica e al tempo stesso la sua vulnerabilità all’emergenza. Perdere parti del wood wide web, infatti, può aggravare il circolo vizioso dell’aumento delle temperature e delle emissioni carboniche. Crowther spiega che “Le tipologie di funghi che supportano lo stoccaggio di anidride carbonica nel suolo sono sempre più in declino e vengono mano a mano sostituite da quelle che lo risputano nell’atmosfera”. Cosa che aggrava il cambiamento climatico: se non fermiamo le emissioni di gas serra entro il 2100, i funghi EM e i loro alberi ospiti potrebbero ridursi del 10%.

Queste scoperte forniscono anche informazioni utili per organizzare e rendere più funzionali campagne come la Trillion Tree Campaign dell’Onu per la piantumazione di un miliardo di alberi – per la quale, non a caso, Crowther è stato il maggiore consulente – indicando, per esempio, quali specie di alberi è meglio piantare per il bene dell’ambiente e del clima. Il progetto delle Nazioni Unite sta cercando di conservare un equilibrio delicato che funziona da milioni di anni e oggi è in pericolo. Il ricercatore associato del Royal Kew Gardens di Londra, Martin Bidartondo, avverte: “Se, cambiando la tipologia di fungo che interagisce con le piante, creiamo le condizioni per cui i suoli smettono di accumulare anidride carbonica, o iniziano a rilasciarne, allora la velocità con cui stiamo vedendo accadere il climate change aumenterà ulteriormente”. Questo ulteriore tassello di conoscenza ribadisce ancora una volta gli effetti nefasti dell’emergenza climatica, non solo sulla Terra, ma anche al di sotto di essa.

 

 

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