Orecchio all’apparecchio

indexAnche l’orto botanico più famoso del mondo non se la passa alla grande e anche da quelle parti incombono importanti tagli al budget. Ma la visibilità al grande pubblico è garantita, al punto che la BBC osa con una serie di documentari radiofonici di 15 minuti, dedicati a 25 storie di piante ospitate a Kew Gardens. La prima puntata sarà dedicata al genere Encephalarthos (Ensefacosa?!?).

Il programma inizia lunedi prossimo alle 1445 ora italiana su BBC Radio 4, chi vuole se lo può ascoltare in streaming e successivamente in podcast. Qui la pagina completa del programma, con approfondimenti e qualche extra. Cronometro alla mano sono sei ore e mezza di palinstesto a copertura nazionale, dedicate alla botanica. Posso scrivere “invidia”?

Che ci frega a noi delle stampanti 3D in laboratorio: abbiamo i Lego!

aaSiamo entrati in una nuova epoca dell’autocostruzione spinta e il ricercatore intraprendente ha a disposizione tutte le nuove armi della maker culture per realizzare quasi tutto quel che serve a giocare a lavorare in laboratorio. Con alcuni problemi, però. Uno dei limiti scientifici del fai da te nella ricerca risiede ad esempio nella scarsa riproducibilità delle operazioni più pionieristiche, che rischiano di rimanere performance estemporanee, fornite da pezzi unici autocostruiti quasi mai ripetibili in modo adeguato da altri. Un’opzione, vincente sotto ogni prospettiva moderna incluso il potenziale virale, la offrono alcuni ricercatori americani, con la soluzione proposta sull’ultimo numero di Plos One (open access, pdf libero): usare il sistema online messo a disposizione dalla Lego per produrre su misura i famosi mattoncini di plastica, con cui costruire contenitori per colture vegetali in vitro.

Per lo studio in laboratorio della crescita delle piante si usano in genere tubi o piastre circolari in plastica o vetro. Quando c’è bisogno di volumi maggiori, ad esempio quando le piantine allevate fuori terra hanno bisogno di più spazioFA_Geisenheim22 o quando si vuole monitorare lo sviluppo di apparati radicali più grandi, si usano vasi realizzati ad hoc da vetrai specializzati, riempiti di terreno solido agarizzato, fitormoni e nutrienti vari. I meno abbienti usano i vasi da marmellata, che come tutti i materiali in vetro hanno un limite dimensionale: non si possono allargare e non sono modulari, ovvero quando le radici crescono bisogna trasferirle in vasi più grandi e varie operazioni fini sono precluse.

In particolare, la brillante idea è dedicata in questo caso a box modulari e riciclabili per osservare l’andamento della crescita radicale in funzione di vari stimoli esterni. Le radici crescono infatti in direzioni diverse in base a quello che “sentono” nell’ambiente circostante e monitorare con precisione il loro comportamento è importante, ma presenta una serie di problemi pratici che fanno alzare enormemente il costo delle ricerche e i tempi di lavoro. Inoltre, i sistemi attuali rendono ostico lo scale-up da piantina piccola a piantina grande, impediscono di fare prove complesse di migrazione dei composti e di creare grosse combinazioni di più piante per studiarne il comportamento in simultanea.

popopNato come “CAD virtuale” per soddisfare i desideri di hobbisti e bambinoni, il servizio Lego Digital Designer da tool per bambini più o meno grandi diventa così uno strumento di prototipazione remota e standardizzata per makers e ricercatori creativi. In particolare, il sistema offre notevoli vantaggi:

  1. Basso costo. Si possono richiedere pezzi di qualunque foggia e dimensione a prezzi ridicoli rispetto alle normali foriture da laboratorio (che, diciamolo, viaggiano spessp a livelli da strozzinaggio). Qui si parla di cifre tra 10 centesimi e un dollaro a mattoncino, consegna isole comprese.
  2. Flessibilità totale. I pezzi da assemblare possono avere una dimensione perfettamente calibrata sulle esigenze dell’esperimento: pianta piccola, mattoni piccoli, pianta grande mattoni grandi. Con conseguente eliminazione dello spreco di terreno e nutrienti.
  3. Home made, ma ripetibile. Tutti i pezzi sono, modulari, identici tra loro e prodotti da un unico fornitore: l’operazione è scientificamente ripetibile interlaboratorio su scala planetaria.
  4. Maneggiabilità perfetta. I mattoncini sono autoclavabili, inerti (nascono come giocattoli per bambini, quindi cessioni di plastiche e solventi sono prossime allo zero).
  5. Massima versatilità. Piante cresciute in contenitori separati possono essere facilmente riunite in sistemi complessi per semplice eliminazione di una parete, costruendo simulazioni realistiche senza travasi e traumi per le piante, che possono alterare l’affidabilità delle risposte.
  6. Extra. Si possono compiere prove altrimenti difficili, come la formazione di gradienti tridimensionali di sostanze nel terreno: l’ABS dei mattoni non conduce elettricità e si possono fare migrazioni elettroforetiche.
  7. Effetto nerd. Tutti sono felici, il ricercatore torna bambino e la soluzione fa subito notizia: è garantita la visibilità mediatica al laboratorio.

Frugale ma sofisticata, l’idea è un’ode alla proverbiale geekness del riResearchBlogging.orgcercatore, al punto che mi aspetto la segnalazione sulla famigerata colonna destra di Repubblica.

Lind, K., Sizmur, T., Benomar, S., Miller, A., & Cademartiri, L. (2014). LEGO® Bricks as Building Blocks for Centimeter-Scale Biological Environments: The Case of Plants PLoS ONE, 9 (6) DOI: 10.1371/journal.pone.0100867

Orientarsi tra prodotti esotici

ResearchBlogging.org Un paio di anni fa su queste colonne avevo presentato la raccolta fondi a favore di un atlante dedicato al cibo, Food: an atlas. Nel frattempo, l’opera definitiva è stata pubblicata e distribuita, e merita un commento essendo ora liberamente scaricabile in pdf. Forse un po’ troppo centrato sulla realtà nordamericana e con pochi contributi europei, il volume ospita decine di mappe che spaziano dalla distribuzione del compost autoprodotto in città alla protezione delle tipicità gastronomiche, fino alle infografiche dedicate all’uso agricolo del suolo o alla diffusione degli alimenti fermentati nel mondo. Due le cartine arricchite di dettagli su piante esotiche di interesse etnobotanico: una più semplice sulle Aracee usate ai tropici come cibo e una più dettagliata sulla palma amazzonica Oenocarpus bataua, che potrebbe a breve arrivare sugli scaffali di erboristerie e parafarmacie come la next big thing dei cosiddetti superfruits, quelli che per i guru del marketing dovrebbero dare un boost alla vostra fintess migliorando il vostro confort, la vostra compliance con la vita e naturalmente dando un taglio hipster al vostro lifestyle così ordinario.

aroQuelle delle Aracee, tra cui la più nota è il taro (Colocasia esculenta), di fatto sono le più antiche coltivazioni avviate dall’uomo a fini alimentari, circa 30.000 anni fa, quando ancora riso e grano erano poco più che piante selvatiche. Noi italiani non siamo abituati a notare i rizomi tuberosi di taro o di specie Alocasia, Amorphophallus, Xanthosoma e Cryptosperma se non in qualche negozio etico con un mercato di immigrati, ma in altre parti del mondo il loro contributo al fabbisogno alimentare è enorme e assicura calorie a quasi mezzo miliardo di persone. Queste piante, parenti delle calle e del calamo aromatico, sono perenni, facili da coltivare, con rizomi infrossati a forma di cilindro, ricchi di amido; le foglie in alcune zone sono usate come sostituto proteico. Tutte le specie della famiglia hanno una controindicazione non trascurabile: crude sono tossiche. Non che cotte offrano un profilo sulla carta perfetto, ma la loro cottura o l’immersione in acqua per varie ore riducono per dissoluzione il contenuto in ossalato di calcio, il cui contenuto nei vegetali avevo già descritto in passato.

L’ossalato in particolare può causare sia effetti acuti (ipocalcemia, con sintomi sia psichici che neurologici e soprattutto gravi irritazioni alle mucose della bocca per effetto meccanico) che cronici (lesioni renali, aumentato rischio di calcolosi) e quindi vi è forte interesse per varietà più povere in questo composto. Sebbene, va detto, non vi siano evidenze epidemiologiche certe di una maggiore incidenza di patologie renali nelle popolazioni che si nutrono di taro e piante affini. Esiste un’enorme variabilità in funzione delle cultivar usate, ma con i loro 400-600 mg circa ogni 100 grammi di parte edibile, i rizomi di taro non rappresentano neppure la fonte alimentare più ricca in ossalato (il rabarbaro e gli spinaci possono arrivare fino a 1300, la portulaca fino a 1700 mg/100 g, i tuberi di patata dolce ne contengono anch’essi circa 600 mg/100 g, le foglie del taro stesso possono arrivare a 4000 mg ogni 100 g), ma è la quantità per porzione media che porta in alto le quantità ingerite: 400 grammi di taro si mangiano più facilmente di un’uguale quantità di rabarbaro o portulaca. Andrebbero comunque evitati da chi ha già un pregresso di calcolosi. Nel caso di Colocasia & friends, però, è la forma di conservazione dell’acido ossalico a fare la differenza in virtù della sua ridotta biodisponibilità. Mentre in molte piante esso è presente in soluzione acquosa nel vacuolo delle cellule o in cristalli microscopici di forma irregolare, nelle Aracee esso è quasi tutto cristallino e solidifica nelle cellule per effetto del pH e della concentrazione formando grossi cristalli a forma di ago o di freccia estremamente appuntita, che se ingeriti inteTaro-Rootgri si conficcano nelle mucose, irritandole violentemente. Che combinasse dolorosissimi disastri se consumato crudo lo avevano purtroppo scoperto anche i negrieri nordamericani, che per punire schiavi ribelli li obbligavano a masticare le foglie di piante ricche di questi cristalli, con effetti devastanti sulla bocca e sul tratto gastro-esofageo. Nel taro l’ossalato cristallino è circa 10 volte superiore a quello solubile e il trattamento per immersione prolungata, la cottura e soprattutto la bollitura in presenza di sostanze leggermente basiche come il bicarbonato di sodio o il semplice latte, portano alla sua dissoluzione e dilavamento nell’acqua di cottura, con un crollo drastico del problema. In particolare, con la bollitura se ne perde il 50% mentre al vapore solo il 25%. Ovviamente con al disgregazione dei cristalli e al dilavamento dell’ossalato se ne vanno anche molte altre componenti nutrizionali e restano disponibili praticamente solo le calorie fornite dall’amido.

La mappa sulle piante commestibili aliene alle nostre radizioni alimentari come le Aracee è un elegante promemoria per ricordare che eventuali problemi di sicurezza alimentare e di accesso al cibo non riguardano solo (e non si risolvono solo con) la resa per ettaro di grano, mais e altri cereali dei climi temperati. La storia del taro dice anche altre due cose, a chi ama leggere tra le righe: la prima è che l’uomo nella sua storia, a fronte della necessità, non teme di coltivare piante che offrono vantaggi ma anche rischi, senza farsi paralizzare a priori dall’esistenza di possibili effetti collaterali. La seconda è che le tecnologie alimentari anche più banali sono forse nate prima dell’agricoltura, in quanto verosimilmente prima di decidere che le Aroidee erano degne di essere coltivate i melanesiani di 30.000 anni fa dovevano aver già messo a punto sistemi rudimentali ma efficaci per aggirare almeno in parte i rischi della tossicità (perlomeno acuta) dell’ossalato di calcio vegetale.

La seconda mappa porta invece su strade in parte già battute. Oenocarpus bataua (unghurahua, patawa o sejé al variare delle zone) si era già vista da queste parti, quando avevo raccontato i problemi legati alla sostenibilità della raccolta di questa palma allo stato spontaneo e dei nuovi sistemi introdotti recentemente a riguardo, peraltro illustrati proprio nell’infografica a lei dedicata.oeno

Questa pianta forma nell’oriente amazzonico fitti palmeti localizzati nella mappa e assomiglia alla commercialmente più nota palma Açai (Euterpe oleracea, guarda caso anche lei ospite in passato), con la quale condivide analogie sia per la composizione chimica che per il possibile rischio di sovraesposizione mediatica rispetto ai reali benefici nell’uso come integratore alimentare in campo salutistico. L’açai ha già fatto il salto alla grande distribuzione globale (già visto persino in gelateria, per dire), vedremo se l’unghurahua la seguirà.

Anche nell’aspetto le due piante si assomigliano, i frutti di unghurahua sono più allungati e grossi di quelli di açai, che hanno forma tondeggiante. Sono grandi circa 3 – 5 cm e hanno la forma di un’oliva, con mesocarpo molto sottile e duro che avvolge uno strato fibroso che a sua volta ricopre il seme. I frutti sono raccolti in infruttescenze curve a forma 32366di coda di cavallo lunghe circa un metro che si formano solo ogni 2 anni, ma ognuna assicura diversi kg di materia prima. Tradizionalmente se ne ricava un olio usato come alimento e come cosmetico, in special modo per curare la bellezza e la lucentezza dei capelli. La parte esterna del frutto, quindi non l’olio, ha una intensa colorazione viola a causa della presenza di antociani. Questi, va detto, non sono particolarmente diversi da quelli presenti nei normali mirtilli, ma come avviene per l’açai dati i grandi volumi di raccolta e ai bassi prezzi della manodopera locale, il costo di questi estratti rispetto a quelli di mirtillo è altamente concorrenziale e sono possibili vantaggiose economie di scala. Spesso, ben più della qualità intrinseca e dell’efficacia, sono il costo e i volumi a dettare il successo di una materia prima in ambito salutistico. Solo quest’anno è stata descritta la composizione precisa degli estratti ottenuti dai frutti dell’unghurahua, che ha mostrato un’azione antiossidante maggiore o simile a quella dell’açai e rispetto alla cugina Euterpe oleracea sembra contenere più vitamina E, meno vitamina C e più polifenoli, (fino a 25mg/g, soprattutto procianidine e acidi clorogenici). Per quel che vagono queste indicazioni ai fini della salute umana, l’articolo racconta anche altre cose già dette, ovvero che i test per valutare l’attività antiossidante degli alimenti vegetali sono ampiament erratici e difficili da intepretare singolarmente. Curiosamente, e a differenza sia dei mirtilli che dell’açai, i frutti di unghurahua contengono derivati del resveratrolo in abbondanza (circa 100 volte più che l’uva rossa). Facile prevedere che la leva del marketing usi nel futuro prossimo questo dato per proporre i frutti di Oenocarpus bataua sul mercato occidentale.

Rezaire, A., Robinson, J., Bereau, D., Verbaere, A., Sommerer, N., Khan, M., Durand, P., Prost, E., & Fils-Lycaon, B. (2014). Amazonian palm Oenocarpus bataua (“patawa”): Chemical and biological antioxidant activity – Phytochemical composition Food Chemistry, 149, 62-70 DOI: 10.1016/j.foodchem.2013.10.077

Oscarsson, K., & Savage, G. (2007). Composition and availability of soluble and insoluble oxalates in raw and cooked taro (Colocasia esculenta var. Schott) leaves Food Chemistry, 101 (2), 559-562 DOI: 10.1016/j.foodchem.2006.02.014

Massey, L. (2007). Food Oxalate: Factors Affecting Measurement, Biological Variation, and Bioavailability Journal of the American Dietetic Association, 107 (7), 1191-1194 DOI: 10.1016/j.jada.2007.04.007

Libri antichi 2.0

indexLa storia di Robert Hooke sta su tutti i libri di biologia: alla fine del 1600, trentenne, armato di una serie di lenti e di un rudimentale microscopio osservò un pezzetto di corteccia di quercia. L’immagine gli ricordò una serie di camere separate, contigue e uguali come le cellette di un favo d’alveare o come quelle che ospitano i religiosi in conventi e monasteri: nacque il termine “cellula”. Sino ad allora, le conoscenze sull’organizzazione degli esseri viventi erano fondate su teorie e speculazioni a loro volta basate su assunti filosofici e religiosi e non su osservazioni reali, con seguente ridda di opinioni non testimoniate da fatti concretamete dimostrabili. La sua scoperta fu quindi un evento epocale per le scienze della vita, di quelli che definiscono il prima e il dopo.

Hooke, come altri suoi colleghi coevi, attualmente sarebbe inserito nella categoria dei makers: aveva comprato un microscopio commerciale e si era messo a modificarlo in base alle sue conoscenze della fisica ottica. Al tempo stesso era anche un gran rompiscatole, dentro e soprattutto fuori dai laboratori: oltre ad avere un gran fiuto per le scoperte, possedeva la fastidiosa tendenza a prendersi meriti non propri, come quello di attribuirsi scoperte in realtà fatte da altri o in cui il suo contributo era minoritario. In più, i suoi detrattori -pare sostenuti da Newton, con cui ebbe memorabili contenziosi- sostennero a lungo che le sue competenze scientifiche fossero in realtà scarse e compensate da una gran fortuna e da un notevole intuito. Quella delle cellule però è davvero farina del suo sacco, confermano gli storici, così come lo è il testo che Hooke realizzò a partire dalle osservazioni microscopiche di critalli, piante, insetti e altri esseri viventi. Il libro si chiama “Micrographia: or, Some physiological descriptions of minute bodies made by magnifying glasses” e può essere definito come il primo bestseller scientifico: l’idea di abbinare immagini “dell’altro mondo” (quello non visibile ad occhio nudo) a spiegazioni scientifiche affascinò molto. O almeno, affascinò i pochi inglesi che nel 1665 sapevano leggere e contemporaneamente potevano permettersi l’acquisto di un libro.MicrographiaTitlePage

A 350 anni di distanza gli strumenti di visione microscopica si sono evoluti, così come quelli di diffusione delle informazioni. Anche i vincoli di spesa sono venuti meno, dato che finalmente due anni fa Micrographia è stato digitalizzato dalla National Library of Medicine americana e reso liberamente disponibile alla lettura online. Oltre al gusto di sfogliare, almeno virtualmente, un caposaldo della storia della biologia, la visione del libro permette di attribuire lecitamente a Hooke un altro merito: la trasformazione dell’immagine in schema concettuale, che non si limita a fotografare quanto visto ma a commentarlo, a renderlo fruibile ai fini di una descrizione. Ogni pagina è sfogliabile ed arricchita da una traccia audio (in inglese) che ne spiega i contenuti integrando con qualche aneddoto. Per chi non li ritennesse sufficienti, un’eccellente lettura è data da “A microscopic reality tale” di Patricia Fara, che descrive in dettaglio i dibattiti che accompagnarono le prime scoperte della microscopia. Non ultimo, quello dell’introduzione dell’errore dovuto all’interpretazione di quanto visto e alla sua traduzione in disegno manuale.

Erbacce e augmented reality, senza Google Glass

Mentre c’è chi giustamente investe nella realtà aumentata per migliorare la fruizione di arboreti e orti botanici, mentre si specano i sistemi informatici e le app per gestire collezioni viventi di piante, per geolocalizzare specie spontanee in boschi e prati con bambini e scolaresche e per intraprendere progetti di citizen science in parchi e foreste, e mentre c’è chi, sul tema delle piante spontanee, delle erbacce o più poeticamente dei fiori di campo ci scrive interi libri, lasciando gli studiosi a interrogarsi su dove si andrà mai a finire signora mia per colpa dell’analfabetismo botanico, insomma, mentre tutto questo accade e avanza in un tripudio di protesi digitali, dotte dissertazioni e periodare arbasineggiante (o arbasiniano?) come fosse un’illeggibile nota a piè di pagina di Infinite Jest, a Nantes una intraprendente signora ha deciso che non era il caso di attendere lo sviluppo di un software per Google Glass che avvisi il portatore della presenza nei dintorni di un dente di leone, di una cespica, di una parietaria, di una piantaggine, di un ciombolino o di un poligonio in fioritura e per aumentarne la visibilità ha iniziato a scrivere, con bomboletta e mascherina o più semplicemente con vernice bianca e pennello, i nomi (comuni) delle erbacce di cui sopra sui marciapiedi, a lato delle crepe nell’asfalto caldo per l’estate, sui muri sbreccati e negli smanchi tra i sampietrini da cui queste ardite colonizzatrici urbane spuntano arrancando anche su pochi milligrammi e millimetri di terreno nient’affatto fertile, svolgendo il loro compito vegetale senza chiassose fioriture o pacchiane profumazioni e spesso per questo venendo dimenticate dall’occhio dell’Homo urbanus, per il quale la sola pianta vera di città è quella che fa ombra all’auto in agosto.

Capture_d_e_cran_2014-06-25_a_11-32-32-f3591Piccole, indesiderate, spesso pure diserbate o estirpate, le umili e poco appariscenti decoratrici dei nostri scenari urbani sono le destinatarie d’elezione di progetti, sino ad ora estemporanei e non coordinati, che mirano a limitare un problema noto come Plant Blindness. Le piante sono intorno a noi un po’ ovunque nei contesti metropolitani, ma a meno che non ci cada in testa un ramo non sono in genere notate né considerate, vittime dell’antropocentrismo urbano e dello zoosciovinismo di molti cittadini. Spesso poi la plant blindness colpisce anche chi li studia per lavoro, i vegetali: la signorina di Nantes che ha avuto questa bella idea di professione fa l’artista, non la botanica.

 

La natura ce l’ha già: la lampada per le zanzare

Bbbbzzzzz!

Campagna padana, dalle parti di un tramonto primaverile. Un nutrito gruppo di persone affolla un casolare di campagna, chi ride, chi palleggia un supertele sgonfio nell’erba, chi è preso da un’accesa conversazione politica (o sportiva? O sugli OGM? Non arrivano le voci ma si vedono i gesti, sono distanti). Chi beve un lambrusco guardando oltre i filari di peri in fiore, chi armeggia la celullare per indicare la strada nei campi ai ritardatari, chi poco discosto segue la brace per la griglia. Chi sotto al pergolato gioca a carte in maniche di camicia.

Gzzzz!

“Dai, tocca a te”

Sbzzzz!

“Ho capito, aspetta un attimo che ci penso, è un pezzo che non gioco”

Sgzbzzzzbbzzz!!!

“Ah però, questa era grossa! Devo dire che la tua lampada per le zanzare funziona. L’anno scorso ci hanno massacrato, le maledette, si son mangiate anche l’autan. Gran bella invenzione. Killer. Al tramonto qui di solito è invivibile, all’ora dell’attacco sciamano implacabili, roba da trasfusione”

Invenzione, insomma…”

Gzzzz!

“Si, dai, ci sarà un brevetto, anzi magari più di uno, qualche ingegnere si sarà inventato questa roba, no?”

“Senza dubbio, ma il principio della fluorescenza per attirare gli insetti e farli fuori è una “scoperta” messa a punto dalle piante, tipo alcune piante carnivore”

“Interessante. Gioca quella carta intanto, dai”

“Eccola, scopa. Tocca a te. Comunque la storia della trappola fuorescente è carina. Hai presente le piante carnivore, no? Quelle che catturano e digeriscono insetti per assimilare i nutrienti che non trovano nel terreno.”

“Quali, quelle con le mascelle a scatto che si serrano, come quella che Paolo teneva sul davanzale? O quelle con le goccioline appiccicose? Beccati questo fante, intanto”

Ssssgzzzz!

113959“No, la Dionaea muscipola e la Drosera rotundifolia non c’entrano. Intendo quelle con la trappola a tubo, le Nepenthes o le Sarracenia -Scopa di nuovo, intanto. Guarda che di fanti non ne era ancora uscito manco uno- Hai presente, quelle con una specie di sifone ricurvo a forma di bottiglia, aperto da un lato e ripieno di liquido, coperto da una specie di obrellino? Si chiama ascidio. Quando un insetto ci vola dentro o quando ci scivola cadendo dal bordo poi non esce più, il liquido è pieno di enzimi che se lo digeriscono”

“Ah, ho capito. Quelle che usano anche i bisognini di pipistrelli e roditori, avevo letto qualcosa. Del resto, l’apertura della trappola sembra la ciambella di un water e mi sono sempre chiesto come diavolo faccia a finirci dentro un insetto. Li attraggono con un qualche profumo? Altrimenti è inspiegabile.”

“Anche, ma gioca intanto e cerca di seguire le carte o star qui non ha senso. Allora, hanno appena scoperto che oltre ad essere attirati dal sapore dolce di sostanze zuccherine e da composti volatili prodotti apposta dalle piante per farli avvicinare, gli insetti sono anche attratti verso la trappola da emissioni luminose fluorescenti, come quelle della lampada sgzzzbzzz. Sono metaboliti secondari di tipo fenolico in realtà abbastanza comuni, come l’acido clorogenico o la scopoletina insieme ad altri ancora in via di indentificazione, che assorbono energia luminosa e riemettono quella in eccesso a lunghezze d’onda che sono visibili per gli insetti ma non per noi, che siamo abbastanza limitati. Come al solito.”

“Io sono limitato di sicuro, perché oltre a perdere il conto delle carte ho perso anche il filo del tuo discorso. Quindi la pianta è fluorescente? Di notte brilla come le stelle adesive da soffitto?”

Bszszsggzsz!

“Non proprio, o non tutta, altrimenti la trappola non avrebbe senso. Gli insetti, oltre a vedere i colori più o meno come li vediamo noi, vedono anche in una porzione dell’ultravioletto, che permette loro di riconoscere più facilmente in un prato i fiori disponibili ad essere bottinati. Oltre al giallo o al lilla dei petali, ad esempio, le piante segnalano agli insetti la presenza di nettare disponibile anche con indicazioni luminose blu fluo. Creano delle vere e proprie piste d’atterraggio, che mostrano all’insetto dove atterrare. Ad esempio, aspetta che mentre tu pensi alla carta da giocare scarico una foto, ammesso che ci sia campo. Vedi? Questo non è proprio un fiore ma un’infiorescenza di topinambur così come lo vediamo noi e così è, circa, come lo vede l’insetto. Le strisce blu dicono all’elicottero dove deve atterrare, perché lì il nettare è pronto e il polline è arrivato a fertilità. Tra l’altro, se noti, i pigmenti colorati e quelli fluorescenti non sono distribuiti uguali, ma in uno stesso fiore alcune cellule li accumulano selettivamente, mentre i composti gialli stanno in tutto il petalo.”

rrrE guarda anche queste altre, sono sempre all’ultravioletto ma con lunghezze d’onda diverse, c’è tutto un mondo di altri colori nascosti che noi non possiamo riconoscere ma che per gli insetti corrispondono a indicazioni e suggerimenti precisi, affinati durante la coevoluzione della comunicazione con le piante. Tra l’altro questi composti poi servono anche a noi, dato che quasi sempre la loro fluorescenza è sfruttata dai chimici analitici per fare il controllo di qualità delle piante medicinali.”

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“Vabbè. Vediamo se hai un altro fante, allora. Ma questo cosa c’entra col discorso di prima? Il topinambur lo conosco, la mamma di Elena ci fa la bagnacauda e non è certo una pianta carnivora. E non farla complicata, neh, che tu divaghi troppo”

Bzzzzzzzz!

“Perchè una trappola funziona solo se è verosimile, se riproduce una situazione che per la vittima designata è probabile e soprattutto appetibile. E se lo sventurato artropode di turno è già di suo attratto dal medesimo segnale, l’imboscata funziona meglio. E’ la base del travestimento: fingi di essere un gentile, distratto e disponibile fiorellino e trac, scatta la tagliola. O scende la scure del manico di scopa. Tu ad esempio sei cascato nella mia trappola perché credevi non avessi il quarto fante, e invece ce l’ho. Ariscopa. Allora, posa un attimo le carte, valà, che non riesci a fare bene due cose contemporaneamente. L’insetto è abituato a riconoscere segnali fluorescenti e ad abbinarli alla presenza di cibo. Tipo l’insegna luminosa di un bar quando hai fame: vede il blu e ci si fionda tranquillo. Nell’ascidio di Nepenthes ad essere particolarmente fluo è l’imboccatura, quella che come dici tu sembra la ciambella del water. I metaboliti fluorescenti sono tutti concentrati lì e sembra quindi un anello brillantissimo nel buio ultravioletto del sottobosco, dove vivono di solito queste piante. L’insetto arriva, in volo o sulle sue zampette, si appoggia lì in cerca di nettare e sente che il profumo e la presenza di zuccheri sono più forti verso il centro. Così si sposta e scivola dentro, perché quell’orlo è tirato a lucido con la cera più scivolosa che c’è e la pendenza punta dritta al liquido digerente. E’ una strategia combinata. Guarda qua queste altre foto, sembrano braccialetti da discoteca”

3_Nepenthes-khasiana-pitcher-peristomes-at-UV-366-nm-as-Smart-Object-1dddPoi se vuoi ne trovi altre chiarissime a questo link che ti ho girato. Comunque, la lampada usa lo stesso principio: l’insetto è attratto dalla luce ultravioletta perché crede di trovarci qualcosa di buono, solo che qui anziché la cera a scivolo, la forza di gravità e il liquido vischioso trova il risucchio della ventola, la grata elettrificata e sgzzzzzz!”

“Bella storia. Quindi quella della lampada per le zanzare più che un’invenzione di puro genio umano è l’evoluzione tecnologica di un fenomeno affinato dall’evoluzione. Noi la usiamo perché è una soluzione tutto sommato efficace e l’ingegnere ha copiato dalla natura perfezionandola alle esigenze estive della campagna padana. Ho capito. Allora, se tu hai giocato un tre io posso solo scendere un quattro”

“Vedi che ce la puoi fare?. Però adesso però fammi riprendere in mano le carte e giocamo, o non finiamo la partita prima di cenare. Quattro e tre sette, scopa di nuovo!”

“Bravo, eh. Comunque una zanzara mi ha punto lo stesso”

Sgzzz!

ResearchBlogging.org

Kurup, R., Johnson, A., Sankar, S., Hussain, A., Kumar, C., & Sabulal, B. (2013). Fluorescent prey traps in carnivorous plants Plant Biology, 15 (3), 611-615 DOI: 10.1111/j.1438-8677.2012.00709.x

Le immagini con watermark provengono da: The Pitcher Plant Project / CC BY-NC-ND 3.0

I fantastici viaggi di Ipomoea batatas, la patata “americana” cittadina del mondo

kon-tiki-and-crewC’è stata un’epoca in cui il nome Kon-Tiki andava di moda, al punto da essere considerato idoneo al battesimo di pizzerie, agenzie viaggi, villaggi turistici, alberghi. Dalle mie parti -penitenziagite- c’era persino una discoteca che si chiamava così. Si vede che la zattera di Thor Heyerdahl, negli animi stantii della provincia profonda, evocava un piacevole mix di esotismo, avventura, fuga dai margini. Secondo l’esploratore norvegese, gli Inca o i loro predecessori, per caso o per progetto, erano riusciti a colonizzare alcune isole del Pacifico avviando persino forme di commercio e cercò di dimostrare le sue teorie ripetendone le ipotetiche gesta nel 1947. Il viaggio di Heyerdahl è però restato a lungo una prova possibile e non una prova provata: il suo successo non assicurava quello effettivo di eventuali predecessori preistorici.

Esistono sempre tracce da seguire, per fortuna. A mezzo secolo da quell’avventura  abbiamo a disposizione tecnologie più evolute di una barca in balsa e canapa per seguire le possibili tracce cercate dal Kon-Tiki. Grazie a diversi studi sulla genetica di piante alimentari pare infatti evidente che il Pacifico abbia visto solcare, in una direzione e nell’altra, più di una spedizione di arditi in epoche abbontantemente precolombiane. E sembra ormai chiaro che questo abbia influenzato l’alimentazione e la coltivazione nelle isole polinesiane e l’allevamento in Sudamerica (qualcuno ha portato dei polli in Cile da ovest ben prima dell’arrivo di Colombo da est, ad esempio). L’ultima e più elegante dimostrazione viene da un cibo usato anche in Europa, la cosiddetta batata, “patata americana” o Ipomoea batatas, di cui sono note diverse centinaia di varietà caratterizzate da differenti forme, dimensioni, presenza di pigmenti e sostenze nutritive.

bour3La genetica di Pollicino. Ipomoea batatas è nota anche come patata dolce, in quanto una volta cotte le sue radici tuberizzate hanno un sapore più zuccherino rispetto a quello della patata comune, con la quale condivide poco o niente dal punto di vista botanico. Come Solanum tuberosum, però, la patata dolce può dirsi “americana” perché la sua domesticazione è avvenuta quasi contemporaneamente in due zone distinte del Nuovo Continente: in modo indipendente due distinti gruppi di agricoltori presitorici hanno trovato il modo di coltivarla in orti primitivi e ne hanno avviato la selezione, facendo gradualmente aumentare il volume dei tuberi, loro commestibilità, il loro potere nutritivo. Una domesticazione è avvenuta dalle parti dell’attuale Messico ed ha originato la linea conosciuta come camote, l’altra ha avuto luogo sulle Ande ed ha originato una linea nota come kumara. Esiste una terza linea, nata per effetto dell’intensa selezione operata dagli spagnoli nei Caraibi dopo la scoperta delle Americhe, chiamata linea batata. Le “discendenti” di questo ceppo sono quelle che più conosciamo in Europa, dal momento che sono quelle che in modo più massiccio sono giunte poi anche nei campi del Vecchio Continente. Ogni domesticazione, a partire da specie spontanee spesso assai differenti nell’aspetto e nelle proprietà rispetto a quelle odierne, causa variazioni nel patrimonio genetico e queste operazioni sono tracciabili analizzando i profili genetici delle popolazioni. Infatti, è ad esempio possibile risalire alle porzioni di DNA che sono state modificate dalle scelte agronomiche preistoriche e recenti. In altre parole, ogni sensibile variazione indotta dall’uomo nelle caratteristiche di una pianta è individuabile e se l’indagine è estesa a un numero sufficiente di campioni è possibile riordinare queste operazioni costruendone una sequenza temporale, una specie di albero genealogico con tanto di date. Dalle tracce lasciate dall’operato umano sulle piante coltivate si risale quindi al percorso e alla partenza, come in un Pollicino della genetica.

Colombo, fatti da parte. L’anno scorso questa sorta di cronologia genetica è stata ricostruita per Ipomoea batatas impiegando diversi tipi di campioni (pdf free), sia contemporanei a noi come le varietà autoctone coltivate in molte isole polinesiane che appartenenti a reperti museali, inclusi i campioni di erbario raccolti da James Cook nella sua prima esplorazione in Oceania. Ovvero, seguendo il filo delle differenze genetiche, si è ricomposta la mappa genealogico-storico-geografica delle patate dolci e dei loro spostamenti sul pianeta per mano umana, che è poi quella riportata qui sotto. ResearchBlogging.orgLe analisi sui marcatori genomici hanno confermato le origini e gli spostamenti delle varietà centroamericane batata verso l’Europa nel 1500 e da qui, sempre a bordo di galeoni spagnoli e inglesi, verso l’Indonesia nel 1600 e 1700. Ed hanno anche permesso, incrociando informazioni storiche con indagini su campioni d’erbario e varietà antiche, di verificare che le linee del gruppo camote sono state portate nel 1500 dal Messico alle Filippine, da cui si sono poi disperse in tutto l’oriente, giungendo anche in Polinesia. Negli arcipelaghi del Pacifico però la mappa del DNA della patata americana si fa più complessa, sia perché esistono indicazioni storiche che non combaciano con la dispersione dalle Filippine, sia perché la genetica racconta un’altra storia. Ovvero che parte del patrimonio genetico delle patate dolci della Nuova Guinea e di altre isole come le Marchesi e le Tuamotu porta ancora tracce della linea kumara, che è ancora più presente nei campioni raccolti da James Cook a metà del 1700 e in altri reperti archeologici. L’incastro delle datazioni e delle variazioni genetiche connesse porta a collocare l’arrivo di Ipomoea batatas dalle coste del Perù agli atolli polinesiani attorno al 1200, circa tre secoli prima che Cristoforo Colombo arrivasse dall’altra parte del continente, ovvero prima di qualunque contatto europeo nell’area. Successivamente, le prime varietà peruviane sono state sostituite o incrociate con quelle giunte da nord (le discendenti camote dalle Filippine) e da ovest (le più performanti discendenti batata portate dall’Europa dagli inglesi), molto probabilmente per la diversa e più vantaggiosa performance che garantivano. Rappresenta un tassello aleatorio, ma di ulteriore conferma e di elegante incastro, che i vocaboli usati per definire Ipomoea batatas in Polinesia abbiano molte più affinità con l’etimologia andina anziché con quella ispanico-centroamericana, come schematizzato nella mappa. F1.large

Un passo fuori dal laboratorio: nazionalismi vegetali. Le ricerche veramente interessanti però non si limitano ad esporre un dato, ma stimolano qualche riflessione suppletiva che porta la storia e la ricerca alla quotidianità. La patata “americana”, come qualsiasi specie vegetale non ha una patria, per quanto noi uomini ci si ostini a cooptarle per i nostri nazionalismi da quattro soldi. Come ogni altro rispettabilissimo vegetale, Ipomoea batatas resce dove ci sono condizioni climatiche e di suolo adatte, a prescindere dalla bandiera piantata sul suolo. Le piante, soprattutto quelle che grazie alla coltivazione possono contare sull’aiuto dell’uomo, se ne fregano di confini, continenti, isole. Dare un’appartenenza geopolitica a un essere vivente è pratica di appropriazione indebita fatta dall’uomo e dal suo bisogno di simboli e gonfaloni sotto i quali spendere i meno nobili tra i propri attributi. Analogamente, gli uomini stessi si sono da sempre prodigati per spostare da una parte all’altra del globo le piante che ritenevano utili ai loro bisogni. Il risultato è che la globalizzazione delle specie alimentari o utili che dir si voglia ha radici molto più remote di quanto si possa credere. Il National History Museum britannico ad esempio offre ai suoi visitatori una pagina dedicata, chiamata Seeds of Trade, in cui è possibile consultare un centinaio di mappe che riportano rotte e date delle diffusioni planetarie operate nei secoli dall’uomo di piante utili, dalla A di Aloe alla Y di Yam, unitamente a diverse timeline interattive che riassumono molto efficacemente quanto avviene probabilmente da sempre in campo agroalimentare.

yyyUn passo fuori dal laboratorio: conservazione e tradizione. Dalla sua molteplice domesticazione allo sviluppo di centinaia di varietà, la patata dolce ha letteralmente fatto il giro del mondo. Ad ogni suo arrivo sulle isole della Melanesia, dei Caraibi e dell’Africa, gli agricoltori preistorici e recenti hanno rapidamente individuato i vantaggi che portava rispetto alle coltivazioni tradizionali e in molti casi, come proprio in Polinesia, sono stati pronti a sostituire le “loro” patate americane selezionate localmente con quelle portate in seguito dagli stranieri venuti dall’Europa: davano raccolti migliori e più abbondanti. Questo esempio può aiutare a far riflettere sulla presunta rigidità delle culture tradizionali e sui processi che hanno portato a costruire l’agrobiodiversità come la conosciamo oggi. Le culture agricole tradizionali in più parti del mondo sono in realtà storicamente ben più aperte all’innovazione (purché sensata) e dinamiche nelle scelte agricole rispetto a quanto il nostro immaginario odierno voglia farci supporre. La percentuale di “prestiti agronomici” e di adozioni di nuove piante e varietà da parte delle agricolture tradizionali nel pianeta è di gran lunga maggiore di quanto si pensi ed è proprio questo atteggiamento che ha portato nei secoli a creare centinaia se non migliaia di varietà coltivabili per piante come Ipomoea batatas. Includendola nelle loro selezioni e accettando le varianti che giungevano da altre parti esclusivamente sulla base del beneficio riconosciuto e senza pregiudiziali di altro tipo, gli agricoltori tradizionali hanno potuto diversificare le loro coltivazioni: le varietà che attualmente definiamo tradizionali sono frutto dell’accettazione di un’innovazione venuta dall’esterno. Ed a proposito di tradizioni e cambiamenti, questi studi, come molti altri recentemente, fanno leva su materiale storico raccolto in musei ed erbari. Roba polverosa, apparentemente di scarsa utilità dimenticata in scaffali e scatole degnate di sempre minor cura. Grazie alla messa a punto di metodi in grado di estrarre DNA anche da materiale essiccato e segnato dal tempo (anche secoli!) questo materale può tornare a spiegare eventi e ricostruire spostamenti e comportamenti dell’uomo sulla terra. Il mantenimento archivistico, in genere abbondantemente trascurato, aiuta a capire anche quello che succede oggi.

Roullier, C., Benoit, L., McKey, D., & Lebot, V. (2013). From the Cover: Cozzarelli Prize Winner: Historical collections reveal patterns of diffusion of sweet potato in Oceania obscured by modern plant movements and recombination Proceedings of the National Academy of Sciences, 110 (6), 2205-2210 DOI: 10.1073/pnas.1211049110

Roullier, C., Kambouo, R., Paofa, J., McKey, D., & Lebot, V. (2013). On the origin of sweet potato (Ipomoea batatas (L.) Lam.) genetic diversity in New Guinea, a secondary centre of diversity Heredity, 110 (6), 594-604 DOI: 10.1038/hdy.2013.14