Che le micorrize, i funghi che vivono in simbiosi con molte specie vegetali, abbiano un'importanza centrale per la vita e la nutrizione delle piante è cosa nota. I funghi con i loro miceli legati alle radici delle piante costituiscono una rete vasta, vastissima, che è come una estensione dell'apparato radicale dei vegetali.
Una rete che è stata rinominata dalla rivista Nature 'Wood wide web', la rete diffusa del bosco (ma non solo) in analogia alla World wide web, internet, perché, come la rete informatica tiene connesse cose e persone, quella micorrizica tiene connessi tra loro piante e microrganismi.
Una rete di ife, le cellule fungine, che esplorano il terreno assorbendo e portando alle piante acqua e nutrienti anche da zone in cui le radici delle piante non potrebbero mai arrivare, e ricevendo in cambio gli zuccheri necessari ai funghi per vivere. Ma a volte le micorrize possono portare anche zuccheri da piante illuminate a piante in ombra che non potrebbero fare fotosintesi o potrebbero farla in maniera poco efficiente. Una rete attiva e fondamentale per tutto l'ecosistema legato al terreno.
Ma ora, uno studio pubblicato su Scientific reports, del gruppo editoriale di Nature, ha mostrato come questa rete fungina abbia anche una vita propria, indipendente dalla vita delle piante con cui è in simbiosi, offrendoci una nuova visione della vita nel suolo.
Lo studio è stato realizzato da tre microbiologhe: Manuela Giovannetti e Alessandra Pepe del dipartimento di Scienze agrarie, agroalimentari e ambientali dell'Università di Pisa e Cristiana Sbrana del Cnr.
E noi le abbiamo intervistate per farci spiegare meglio il loro studio e quelle che possono essere le ricadute pratiche e scientifiche.
Manuela Giovannetti al microscopio nel suo laboratorio
Manuela Giovannetti, di cosa tratta questo lavoro e quali sono i suoi aspetti e i suoi risultati innovativi?
"I risultati ottenuti in questa ricerca hanno rivelato che la vitalità e la funzionalità della rete fungina sono disaccoppiate dalla vita della pianta ospite. Infatti, il micelio fungino che si sviluppa dalle radici di piante la cui parte aerea è stata rimossa mostra gli stessi livelli di vitalità e la stessa struttura di quello che si sviluppa da piante intatte. Non solo, ma fino a cinque mesi dopo il taglio della parte aerea della pianta ospite la rete micorrizica è funzionale, cioè capace di stabilire nuove simbiosi con altre piante.
Questi dati ampliano le nostre conoscenze sulla biologia e il ciclo vitale dei funghi micorrizici delle piante agrarie e sul ruolo della rete fungina nel mantenimento della fertilità biologica e del potenziale micorrizico del suolo".
Che funghi avete studiato e con quali piante erano o possono essere in simbiosi?
"Abbiamo utilizzato un sistema sperimentale con piante di cicoria in vivo, messo a punto in un precedente lavoro, e utilizzato due funghi micorrizici, Funneliformis mosseae e Rhizoglomus irregulare, che sono diffusi in tutto il mondo e stabiliscono simbiosi con la maggior parte delle piante agrarie".
Lo studio mette in evidenza che la rete fungina rimane vitale anche dopo la morte delle piante con cui era in simbiosi, ad esempio dopo la raccolta di una coltura erbacea. Questo cosa comporta per il complesso microbico del suolo?
"Una rete micorrizica vitale e funzionale anche dopo la raccolta della coltura comporta la capacità dei funghi micorrizici di stabilire simbiosi con le piante coltivate successivamente, come avviene durante le rotazioni colturali".
Si può cioè immaginare in prospettiva di impostare delle rotazioni o delle successioni colturali che tengano conto di questa rete fungina già attiva in modo da sfruttarla al meglio?
"Certamente, magari scegliendo le specie di piante più micotrofiche per le colture di copertura, le cosiddette cover crops".
Da un punto di vista agronomico oggi ci sono accorgimenti che possono essere messi in atto per migliorare e preservare questi complessi microbici? E le operazioni colturali, come lavorazioni del terreno, trattamenti, concimazioni, che effetto hanno su questa rete?
"Il fatto che la rete micorrizica possa sopravvivere anche mesi dopo la raccolta della coltura e mantenere la sua funzionalità ci indica la strada da seguire per il mantenimento della fertilità biologica del suolo. Per esempio, dovremmo cercare di limitare alcune operazioni, come le arature profonde, che distruggono la rete del suolo e le sue interconnessioni. Per quanto riguarda poi l'uso di alcune sostanze chimiche, sappiamo che i funghi micorrizici sono in grado di tollerare alcuni erbicidi, ma, in quanto funghi, sono sensibili alla maggior parte dei fungicidi".
E quali sono al momento i risultati ad esempio in termini di risparmio di nutrienti e acqua o in termini di efficienza e produttività?
"Non si può generalizzare, perché l'efficienza dipende dalla specie fungina, dal tipo di pianta e dalle condizioni ambientali. E' però ormai assodato che i simbionti micorrizici apportino quantità notevoli di fosforo e azoto alle piante ospiti, che mostrano maggiore tolleranza a stress abiotici come la mancanza di acqua. In futuro dovremmo sempre tener conto dei rapporti di cooperazione tra piante e microrganismi benefici, nell'ottica della loro utilizzazione nella produzione sostenibile di cibo di alta qualità".
Una rete che è stata rinominata dalla rivista Nature 'Wood wide web', la rete diffusa del bosco (ma non solo) in analogia alla World wide web, internet, perché, come la rete informatica tiene connesse cose e persone, quella micorrizica tiene connessi tra loro piante e microrganismi.
Una rete di ife, le cellule fungine, che esplorano il terreno assorbendo e portando alle piante acqua e nutrienti anche da zone in cui le radici delle piante non potrebbero mai arrivare, e ricevendo in cambio gli zuccheri necessari ai funghi per vivere. Ma a volte le micorrize possono portare anche zuccheri da piante illuminate a piante in ombra che non potrebbero fare fotosintesi o potrebbero farla in maniera poco efficiente. Una rete attiva e fondamentale per tutto l'ecosistema legato al terreno.
Ma ora, uno studio pubblicato su Scientific reports, del gruppo editoriale di Nature, ha mostrato come questa rete fungina abbia anche una vita propria, indipendente dalla vita delle piante con cui è in simbiosi, offrendoci una nuova visione della vita nel suolo.
Lo studio è stato realizzato da tre microbiologhe: Manuela Giovannetti e Alessandra Pepe del dipartimento di Scienze agrarie, agroalimentari e ambientali dell'Università di Pisa e Cristiana Sbrana del Cnr.
E noi le abbiamo intervistate per farci spiegare meglio il loro studio e quelle che possono essere le ricadute pratiche e scientifiche.
Manuela Giovannetti al microscopio nel suo laboratorio
Manuela Giovannetti, di cosa tratta questo lavoro e quali sono i suoi aspetti e i suoi risultati innovativi?
"I risultati ottenuti in questa ricerca hanno rivelato che la vitalità e la funzionalità della rete fungina sono disaccoppiate dalla vita della pianta ospite. Infatti, il micelio fungino che si sviluppa dalle radici di piante la cui parte aerea è stata rimossa mostra gli stessi livelli di vitalità e la stessa struttura di quello che si sviluppa da piante intatte. Non solo, ma fino a cinque mesi dopo il taglio della parte aerea della pianta ospite la rete micorrizica è funzionale, cioè capace di stabilire nuove simbiosi con altre piante.
Questi dati ampliano le nostre conoscenze sulla biologia e il ciclo vitale dei funghi micorrizici delle piante agrarie e sul ruolo della rete fungina nel mantenimento della fertilità biologica e del potenziale micorrizico del suolo".
Che funghi avete studiato e con quali piante erano o possono essere in simbiosi?
"Abbiamo utilizzato un sistema sperimentale con piante di cicoria in vivo, messo a punto in un precedente lavoro, e utilizzato due funghi micorrizici, Funneliformis mosseae e Rhizoglomus irregulare, che sono diffusi in tutto il mondo e stabiliscono simbiosi con la maggior parte delle piante agrarie".
Lo studio mette in evidenza che la rete fungina rimane vitale anche dopo la morte delle piante con cui era in simbiosi, ad esempio dopo la raccolta di una coltura erbacea. Questo cosa comporta per il complesso microbico del suolo?
"Una rete micorrizica vitale e funzionale anche dopo la raccolta della coltura comporta la capacità dei funghi micorrizici di stabilire simbiosi con le piante coltivate successivamente, come avviene durante le rotazioni colturali".
Si può cioè immaginare in prospettiva di impostare delle rotazioni o delle successioni colturali che tengano conto di questa rete fungina già attiva in modo da sfruttarla al meglio?
"Certamente, magari scegliendo le specie di piante più micotrofiche per le colture di copertura, le cosiddette cover crops".
Da un punto di vista agronomico oggi ci sono accorgimenti che possono essere messi in atto per migliorare e preservare questi complessi microbici? E le operazioni colturali, come lavorazioni del terreno, trattamenti, concimazioni, che effetto hanno su questa rete?
"Il fatto che la rete micorrizica possa sopravvivere anche mesi dopo la raccolta della coltura e mantenere la sua funzionalità ci indica la strada da seguire per il mantenimento della fertilità biologica del suolo. Per esempio, dovremmo cercare di limitare alcune operazioni, come le arature profonde, che distruggono la rete del suolo e le sue interconnessioni. Per quanto riguarda poi l'uso di alcune sostanze chimiche, sappiamo che i funghi micorrizici sono in grado di tollerare alcuni erbicidi, ma, in quanto funghi, sono sensibili alla maggior parte dei fungicidi".
E quali sono al momento i risultati ad esempio in termini di risparmio di nutrienti e acqua o in termini di efficienza e produttività?
"Non si può generalizzare, perché l'efficienza dipende dalla specie fungina, dal tipo di pianta e dalle condizioni ambientali. E' però ormai assodato che i simbionti micorrizici apportino quantità notevoli di fosforo e azoto alle piante ospiti, che mostrano maggiore tolleranza a stress abiotici come la mancanza di acqua. In futuro dovremmo sempre tener conto dei rapporti di cooperazione tra piante e microrganismi benefici, nell'ottica della loro utilizzazione nella produzione sostenibile di cibo di alta qualità".
