3 studi dell’università di Pisa sull'evoluzione delle strategie di riproduzione nelle piante

La dormienza dei semi può essere regolata dal tipo d’impollinazione

Il clima è in grado di modulare le caratteristiche dei semi

[23 luglio 2015]

Iperico

Un team di ricercatori dell’Università di Pisa, ha esaminato l’influenza del tipo di impollinazione sulla dormienza dei semi in Hypericum elodes, pianta tipica di stagni temporanei. Questi habitat presentano una significativa variabilità spazio-temporale delle dinamiche della vegetazione e ospitano alti livelli di biodiversità. In origine, gli scienziati erano interessati a capire come questa pianta, originaria dell’Europa Atlantica, fosse in grado di sopravvivere in Toscana dove l’unica popolazione italiana di questa specie persiste molto isolata e sottoposta a condizioni climatiche limitanti rispetto alle popolazioni dell’Europa settentrionale.

Nel primo contributo, pubblicato su Plant Biology, i ricercatori scoprono che il clima è in grado di modulare le caratteristiche dei semi sintonizzandoli con l’andamento stagionale del clima locale.

Nel secondo lavoro, pubblicato su Plant Biosystems, gli autori concludono che la specie ha la capacità di produrre semi attraverso impollinazione incrociata (polline proveniente da fiori diversi) e auto-impollinazione (polline proviene dallo stesso fiore) garantendo la produzione di semi anche quando gli impollinatori sono scarsi. Con queste caratteristiche sembrava evidente che la pianta per sopravvivere alle condizioni ostili adottasse una strategia “opportunistica”.

Tuttavia, Angelino Carta, principale autore degli studi, spiega che «questi risultati sebbene suggeriscano una forte adattabilità della pianta, non sono sufficienti a spiegare la complessità dei fenomeni osservati». Infatti, è noto da tempo che seppur l’auto-impollinazione può garantire la produzione di semi indipendentemente dal trasporto di polline, i semi e le piante che ne derivano possono mostrare minore vitalità cioè una fitness ridotta o depressione da inbreeding.

Per questo motivo i ricercatori hanno condotto uno studio volto a comprendere la relazione tra le caratteristiche dei semi e il tipo d’impollinazione. Il team dell’Università di Pisa, attraverso esperimenti d’impollinazione in condizioni naturali, non solo ha dimostrato che i semi prodotti per auto-impollinazione erano altrettanto vitali di quelli prodotti per impollinazione incrociata, ma soprattutto ha evidenziato che il tipo d’impollinazione (incrociata o auto-impollinazione) può regolare un importante carattere dei semi: la dormienza. La dormienza è una caratteristica dei semi che impedisce la germinazione nei momenti sfavorevoli per la sopravvivenza delle plantule. Un seme dormiente non germina anche se esposto a condizioni favorevoli alla germinazione (presenza di acqua, luce e calore) ma solo dopo che un segnale scatenante rimuoverà la dormienza.

Il fatto che i semi posseggano gradi di dormienza distinti in funzione del tipo d’impollinazione è una scoperta che ha importanti implicazioni sulla dinamica di popolazione. Infatti, i semi potranno germinare in diversi periodi dell’anno per mezzo di due distinte strategie: una ad alto rischio e una a basso rischio. I semi poco dormienti, infatti, germineranno quasi subito e, se le condizioni lo permetteranno, garantiscono una lenta ma costante crescita della popolazione (strategia ad alto rischio); i semi più dormienti, al contrario, sono molto più sintonizzati con l’andamento stagionale e germinano solo dopo che l’inverno ne avrà rimossa la dormienza aumentando la probabilità di sopravvivenza delle plantule nella stagione primaverile (strategia a basso rischio).

In conclusione, questa ricerca, “Mating system modulates degree of seed dormancy in Hypericum elodes L. (Hypericaceae)”, pubblicata su Seed Science Research da Angelino Carta, Gianni Bedini, Angela Giannotti, Laura Savio e Lorenzo Peruzzi, spiega come questa specie sia in grado di sopravvivere in Toscana mediante un polimorfismo della germinazione ma soprattutto questi risultati dimostrano finalmente che la dormienza dei semi può essere regolata dal tipo d’impollinazione offrendo nuovi campi di applicazione per migliorare le varietà d’interesse agronomico e nuove possibilità per studiare l’evoluzione delle strategie di riproduzione delle piante a seme del Nostro Pianeta.

 

Angelino Carta

ricercatore presso Dipartimento di Biologia, Università di Pisa