Scoperto in Costa Rica come funziona un meraviglioso meccanismo dell’evoluzione

Le piante che si scelgono il colibrì per farsi impollinare

Importante garantire corridoi naturali che colleghino le foreste

[4 marzo 2015]

Invece che aspettare pazientemente un impollinatore qualsiasi che dia loro una mano a dare il via alla prossima generazione di semi, alcune piante sembrano riconoscere i migliori pretendenti e “accendersi” per aumentare la possibilità di successo. E’ quanto emerge da un nuovo studio finanziato dalla National Science Foundation e pubblicato su Proceedings of the National Academy of Sciences (Pnas) da un team di ricercatori dall’ Oregon State University (Osu) e della Smithsonian Institution, che spiegano: «Essere pignoli può aumentare l’accesso alla diversità genetica e quindi dare alle piante un vantaggio competitivo rispetto i loro vicini, ma c’è un rischio: se per un qualsiasi motivo gli impollinatori preferiti declinano, le piante non possono riprodursi facilmente e potrebbero declinare loro stesse».

Gli scienziati statunitensi hanno scoperto questa nuova meraviglia della natura quando si sono accorti che i vistosi e singolari fiori rossi e gialli dell’Heliconia tortuosa , una pianta tropicale, riconoscono alcuni colibrì dal modo in cui gli uccelli suggono il nettare dei fiori. Le piante rispondono consentendo al polline di germinare, aumentando così la possibilità di germinazione dei semi. «A nostra conoscenza – scrivono i ricercatori su Pnas – questi risultati forniscono la prima prova del riconoscimento degli impollinatori da parte di piante».

Il team guidato da Matt Betts, dell’Oregon State University College of Forestry, e da  Adam S. Hadley, anche lui dell’Osu, e da W. John Kress della Smithsonian, ha realizzato i suoi esperimenti nella Las Cruces Biological Station in Costa Rica, dove Betts e Hadley hanno cercato di impollinare manualmente le piante di Heliconia, ma, sebbene questi  metodi vengano comunemente usati nella riproduzione vegetale, i ricercatori erano disorientati dal loro mancato successo. Allora hanno messo in una voliera l’Heliconia insieme a 6 specie di colibrì ed una farfalla. E’ così che gli scienziati hanno scoperto che due tipi di colibrì, il campilottero violetto (Campylopterus hemileucurus) e il colibrì verde eremita (Phaethornis guy) avevano più dell’80% di successo nell’impollinare le piante. Controllando le fonti di polline, i ricercatori hanno escluso la possibilità che la fecondazione possa essere spiegata da specifici uccelli che trasportano polline di qualità più elevata.

Quelli che avevano accesso tendevano ad avere becchi curvi e lunghi che potevano raggiungere il nettare – spiega Betts – quelli che non potevano accendere avevano becchi più corti e non potevano ottenere molto  nettare». Modificando il loro metodo di impollinazione manuale per imitare l’estrazione del nettare da parte dei colibrì, i ricercatori sono stati in grado di ottenere un tasso di successo simile a quello dei piccli uccelli nel fecondare le piante. «Questo ha chiuso il ciclo del meccanismo», sottolinea Betts.

Le due specie di colibrì più efficienti come impollinatori di dell’Heliconia tortuosa  hanno in comune anche un’altra caratteristica: rispetto alle altre 5 specie immesse nella voliera, tendevano a spostarsi più ampiamente su tutta l’area. I ricercatori hanno ipotizzato che, dato che le specie ad ampio raggio tendono a raccogliere polline da piante più lontane, il polline potrebbe rappresentare un vantaggio i termini di maggiore diversità genetica  migliorare la  competitiva della pianta. Mentre il polline di piante vicine potrebbe provenire da parenti stretti e che hanno una diversità genetica.

Secondo Betts, «Il meccanismo potrebbe essersi evoluto per consentire alla pianta di scegliere gli impollinatori che possono trasportare polline di alta qualità da quelli che trasportano polline di scarsa qualità. Si tratta di ‘un grande risparmio energetico. Se ci si prende la  briga di fare un seme e frutto ogni volta che si ottiene il polline, è un sacco di dispendio energetico; si potrebbe fare un seme dai geni dei propri fratelli. Se si produce un seme o frutto solo da polline lontano di alta qualità, potrebbe essere un vantaggio adattivo».

Esempi di co-evoluzione delle piante e degli impollinatori sono noti fin dai tempi di Charles Darwin, ma i meccanismi che sono alla base di queste reti sono poco conosciuti. Per Betts «E’ possibile che  altri esempi di riconoscimento impollinatori possano verificarsi nelle foreste tropicali».  Il team di ricerca sottolinea: «E’ ormai noto che l’elevata capacità cognitiva di molti vertebrati impollinatori permette loro di riconoscere e che sono specializzati per particolari specie di fiori. Un numero crescente di ricerche indica che le piante possono anche mostrare un comportamento decisionale complesso».

Betts, che ha lavorato per 6 anni a questa ricerca a Las Cruces, conclude: «I risultati di questo e di altri studi fatti lì, suggeriscono che l’integrità di quegli  ecosistemi potrebbe dipendere dal mantenimento di corridoi per migliorare lo spostamento e la sopravvivenza degli impollinatori. In alcune aree, le foreste tropicali sono state spezzate in frammenti più piccoli, mentre si estendevano lo sviluppo e l’agricoltura. Dobbiamo stare più attenti a come gestiamo i territori per garantire gli spostamenti e la presenza di queste specie chiave. Sappiamo che se creiamo corridoi di collegamento dei frammenti, se abbiamo grandi macchie di foreste tropicali, queste specie verranno mantenute e questa pianta e dei suoi impollinatori staranno molto meglio».