L’affascinante vita latente delle piante

Rallentare il metabolismo, fino a cadere in uno stato di dormienza, definibile anche “vita latente”, è un fenomeno tipico nel mondo naturale per affrontare i periodi avversi. Ad esempio, alcuni animali, come l’orso e la tartaruga, d’inverno riducono il metabolismo per la difficoltà di reperire il cibo, mentre i gasteropodi terrestri vanno in dormienza a causa della siccità e si attivano appena piove.

Nel caso delle piante, la dormienza è un insieme di varie strategie che consente alle specie vegetali si adattarsi, sopravvivere e affrontare le sfide ambientali, ottimizzando il loro ciclo di vita nei periodi a loro più idonei. “Dal momento che la pianta resta legata tutta la vita al luogo dove si sviluppa, le strategie di adattamento sono altamente specializzate. I semi, oltre ad avere l’importante ruolo di essere il risultato della riproduzione sessuata e portare il patrimonio genetico di entrambi i genitori, hanno il compito di colonizzare un habitat, possibilmente lontano dalla pianta madre non solo in termini spaziali ma anche temporali”, spiega Francesca Bretzel dell’Istituto di ricerca sugli ecosistemi terrestri (Iret) del Cnr. “E qui entra in gioco la dormienza. Le piante adottano svariate strategie per consentire al seme di germinare in tempi diversi, dotandolo di sostanze chimiche che inibiscono la germinazione e di tegumenti impermeabili all’ingresso dell’acqua, fattore indispensabile a innescare i processi germinativi. La dormienza dei semi si può esprimere come bisogno di stress termico: il seme percepisce il freddo invernale e in primavera germina, grazie alla sintesi di promotori stimolati dal freddo stesso”.

Vari fattori possono essere necessari al seme per interrompere la dormienza. “Oltre alla temperatura, alcune specie rompono la dormienza a seconda delle ore di luce, oppure grazie a sostanze prodotte dalla combustione del legno (smoke extracts)”, prosegue la ricercatrice. “La dormienza dei semi è un fenomeno affascinante, che può essere paragonato a un viaggio nel tempo, in una navicella equipaggiata di tutto l’occorrente per nutrirsi al momento del risveglio. Grazie alla dormienza, i semi della stessa pianta madre germineranno in tempi anche molto diversi, nonostante le condizioni possano essere favorevoli alla germinazione, e questo per assicurare al massimo la sopravvivenza della specie nel tempo e per evitare sovrapposizioni in una determinata nicchia ecologica. Queste informazioni diverse per la stessa progenie di semi sono fornite direttamente dalla pianta madre e cambiano ad esempio a seconda della posizione sulla pianta e sull’infiorescenza”.

Nel clima Mediterraneo, con inverni brevi e umidi ed estati calde e asciutte e sempre più lunghe, il periodo in cui è bene rimanere al riparo è proprio quello estivo, e i semi sono i grandi protagonisti di questa stagione. “Ci sono studi che riportano che a causa del cambiamento climatico, nel Bacino Mediterraneo, ci potrebbe essere uno shift nello spettro corologico, cioè nella composizione delle forme di vita, da piante erbacee perenni a piante erbacee annuali, a favore di quest’ultime”, precisa la studiosa. “Le piante perenni, definite emicriptofite da Raunkiær, in base alla posizione delle gemme dormienti, nascondono la gemma dormiente sulla superficie del terreno e possono propagarsi in maniera vegetativa, replicando con organi verdi o radicali la pianta madre. Le annuali, terofite, basano la propria discendenza unicamente sulla produzione dei semi e sono forme biologiche tipiche degli ambienti caldo-aridi, come l’area Mediterranea, insieme alle geofite, che hanno la gemma sotto il livello del suolo: bulbi, tuberi e rizomi”.

Anche altre zone geografiche sono ricche di terofite e geofite, tra queste la California (Usa), la Nuova Zelanda e le altre aree del mondo a clima Mediterraneo. “Per avere una dimostrazione eclatante della dormienza dei semi basti pensare all’effetto esplosivo che si verifica dopo particolari condizioni climatiche nei deserti della California, definito superbloom: fioriture massicce di papavero della California che colora di arancio il paesaggio”, aggiunge Bretzel. “È infatti solamente nel breve periodo primaverile che questa specie può completare il suo ciclo biologico e produrre semi vitali grazie alle ottimali condizioni ecologiche, sia per la crescita che per la presenza degli insetti pronubi che consentono l’impollinazione e la formazione di semi vitali. La banca del seme del suolo (soil seed-bank) è l’insieme dei semi pronti a germinare quando le condizioni sono favorevoli. In agricoltura, è noto il fenomeno dell’arrabbiaticcio: fioriture massicce di papaveri dopo le lavorazioni fuori tempera”.

Per interrompere la dormienza, oltre a temperatura, luce e umidità, ci sono altri agenti. “Alcuni semi, soprattutto quelli contenuti all’interno di frutti a bacca, devono passare dallo stomaco degli animali dove i succhi gastrici intaccano i tegumenti e ossidano gli inibitori presenti. Alcune pirofite, piante adattate al fuoco, hanno semi attivati dal fumo degli incendi, come il cisto. Il pino marittimo, col calore degli incendi apre gli strobili lanciando lontano i semi già pronti a germinare sul terreno lasciato libero dall’incendio stesso e, quindi, senza competizione per luce e nutrienti, secondo un meccanismo definibile gap-detection”, conclude l’esperta. “Un’ulteriore forma di dormienza nelle piante è la perdita delle foglie negli alberi decidui, che consente di affrontare l’inverno evitando le gelate e i relativi danni sulle parti più sensibili. Le gemme, coperte di tegumenti legnosi, proteggono i tessuti pronti a germogliare appena il caldo e la luce della primavera si faranno sentire. Ci sono evidenze sugli effetti del cambiamento del clima sui tempi di ripartenza dell’attività delle piante in anticipo rispetto a quando previsto”.

Fonte: Francesca Bretzel, Istituto di ricerca sugli ecosistemi terrestri, francesca.bretzel@cnr.it