Survivor series: La pianta che beve i sassi

ResearchBlogging.org Anche se con vergogna, tutti avrete prima o poi nella vostra vita regalato, acquistato o ricevuto in dono una statuina segnatempo, uno di quegli inguardabili acchiappapolvere kitsch che cambiano colore in funzione dell’umidità (blu se l’aria è secca, rosso se è umida). Il trucco del finto barometro è dovuto alla presenza sul prestigioso manufatto di un sottile strato di cloruro di cobalto, in grado di passare dalla forma cristallina idrata a quella anidra in funzione dell’umidità dell’aria. Effetto camaleontico a parte, il giochetto dell’acqua non è fenomeno raro e vari minerali si presentano in due o più forme cristalline, nelle quali possono essere coinvolte diverse molecole d’acqua vicolate nella struttura e non semplicemente adsorbite dalla matrice come su una spugna. Un caso molto più comune è il gesso, un solfato di calcio che nella sua forma normale ingabbia due molecole di acqua di cristallizzazione, rilasciabili solo a temperature superiori ai 100°C con trasformazione in bassanite prima e in andirite poi, a seconda della quantità di acqua persa. Nel complesso circa il 20% del peso del gesso è dato da acqua pietrificata che la roccia assorbe come una spugna dall’aria .

Fphoto Credits: Waste magazine

Photo Credits: Waste magazine

Una spremuta di pietre. A differenza del sale di cobalto il gesso disidratato non cambia colore, ma l’acqua addormentata nella sua struttura è protagonista di un altra prestidigitazione minerale che va in scena ogni estate nella meseta spagnola. Posto caldo, riarso, semidesertico e ricco di gesso nel quale poche eroiche piante resistono e vegetano in pieno agosto: le altre si prendono una pausa e dopo aver fatto quel che dovevano fare (crescere, fiorire, riprodursi) vanno in vacanza. Una, Helianthemum squamatum, di quelle ferie agostane non ha bisogno e si prende il vizio di fiorire e continuare a vegetare serenamente anche nei mesi più caldi, come se per lei bere nel pietrame gessoso in cui ha messo radici fosse l’ultimo dei problemi. La piantina dai fiori gialli non ha radici profonde e non riesce a captare l’umidità nelle falde sotterranee lontane dalla brama evaporativa del sole, affidandosi esclusivamente a quel che può catturare dalla superficie. In assenza di pioggia, per sopperire al proprio fabbisogno idrico il suo trucco è quello di poter utilizzare l’acqua intrappolata nel gesso. In primavera l’acqua piovana è sufficiente a campare e il ricorso al prelievo dal bancomat acquifero della banca del gesso è minimo, ma in estate il 90% dell’acqua di vegetazione dell’Helianthemum spagnolo deriva direttamente dalla roccia e non da acqua libera nel terreno, che non c’è. Questa acqua resta in circolo nel fusto per circa 2 ore e poi evapora per traspirazione venendo sostituita da altra, come se la piantina fosse normalmente annaffiata da piogge inesistenti.

With a little help from my (little) friends. Per capire come faccia ad assorbire l’acqua del gesso si può ipotizzare che il caldo torrido sia sufficiente a strappare le molecole di idratazione dai cristalli, rendendole disponibili per le radici, ma probabilmente non è così, sebbene nei primi 3 cm di suolo si superino i 50°C. Questa spiegazione ad esempio non giustifica i prelievi primaverili, quando temperature e termodinamica non sono favorevoli alla disidratazione della pietra. In realtà le piante sono bestie complicate e vivono in associazione con una piccola cooperativa di microrganismi: nessun vivente è un’isola e  ogni organismo è un piccolo ecosistema, che ospita su di sé un gran numero di altri esseri viventi e si regge sull’equilibrio tra tutti i partecipanti: molti simbionti, molti commensali, qualche scroccone parassita che non manca mai. Come noi uomini diamo asilo a miliardi di batteri sulla pelle e soprattutto nell’intestino, e dobbiamo a loro il fatto stesso di poter vivere in salute, come i ruminanti devono ringraziare i batteri anaerobi che assicurano la digestione della cellulosa, così le piante curano e coltivano la loro flora microbica di supporto. Un po’ sta su foglie o cortecce (la fillosfera) una parte (i cosiddetti endofiti) vive addirittura negli spazi interni tra una cellula e l’altra, ma la quota più numerosa prospera attorno alle radici e forma una società multietnica chiamata rizosfera. Tutti assieme questi batteri partecipano alla difesa della pianta su cui si apoggiano, tenendo alla larga patogeni e scrocconi e facilitando l’assorbimento di nutrienti dal terreno, cose non molto dissimili dai ruoli della nostra flora microbica intestinale. Per assicurarsi i vantaggi dei batteri che preferiscono, alcune piante elargiscono regolarmente un vitalizio alle specie predilette, investendo il 40% dell’energia fotosintetica per sfamare il rizobioma, diffondendo dalle radici mucillagini, zuccheri e persino appositi metaboliti secondari che selezionano una specie batterica più gradita inibendo la crescita dei suoi concorrenti. Anche nel caso di Helianthemum squamatum il lavoro probabilmente lo fanno i piccoletti del microbioma radicale, rilasciando acidi organici, modificando il pH del terreno e facilitando per via chimica la trasformazione del gesso in bassanite con  rilascio dell’acqua cristallizzata, che la pianta si limita ad assorbire. La bassanite formata dall’azione batterica attorno alle radici successivamente si reidrata catturando acqua al fresco della notte, il suo incantesimo finisce, torna ad essere gesso e il ciclo si ripete.

Arido sarai tu. Una ricerca di questo tipo, apparentemente aneddotica e relegabile nel novero delle curiosità eccentriche come una statuina segnatempo, assume un altro valore facendo mente locale sulla disponibilità di acqua irrigua in molte zone del mondo. Dal momento che la pianta nulla fa se non selezionare e coltivare attorno a sè batteri capaci di rendere potabile l’acqua minerale del gesso, capire se e come convincere queste simpatiche bestiole a cooperare con le radici di altri vegetali sarebbe un trucchetto assai utile per coltivare piante in suoli gessosi. Certo, se l’aneddoto è il pane giusto per la vostra fantasia è possibile anche ricordare che parte del suolo marziano è composto da gesso e se cercassimo volontari per il pianeta rosso…

Palacio S, Azorín J, Montserrat-Martí G, & Ferrio JP (2014). The crystallization water of gypsum rocks is a relevant water source for plants. Nature communications, 5 PMID: 25130772

La botanica dello sciroppo d’acero – Parte terza

CResearchBlogging.orgome altri dolcificanti derivati da piante, anche lo sciroppo d’acero è finito nel mirino della distorsione salutistica e le ricerche sui i suoi effetti sono frequentemente mistificate, con inevitabile seguito di malintesi. Ci piace consumare cibi dolci al punto da accettare gli alibi più ballerini e coprire la verità più insipida e indigesta: dovremmo mangiare molto meno e basterebbe incrementare la quota di frutta e verdura per stare meglio (buona prassi che sono il primo a trasgredire).

Davvero funziona per il diabete?  E’ probabilmente anche per questo che spesso, sui forum e persino su pagine che dovrebbero fornire informazioni corrette su diabete e nutrizione, si legge che lo sciroppo d’acero sarebbe fenomenale per chi vuole perdere peso, per chi soffre di glicemia alta e che al suo interno sono presenti sostanze in grado di ridurre l’assorbimento degli zuccheri, di agire come antiossidanti e di prevenire varie malattie. Il solo fatto che, come spiegato, lo sciroppo d’acero non sia altro che un equivalente liquido del normale zucchero di barbabietola dovrebbe valere già come risposta: di fatto questo dolcificante è saccarosio al 70% in acqua e le sue proprietà sono quindi le stesse del normale zucchero bianco, solo leggermente depotenziate dalla diluizione. Se lo sciroppo d’acero fosse disidratato senza riscaldamento, non si otterrebbe altro che zucchero bianco al 99.7%. Questo comporta un apporto calorico simile al miele e minore del 30% circa rispetto allo zucchero di canna o di barbabietola, ma esclusivamente per merito dell’acqua residua. Qualora se ne usasse un po’ in più per ottenere lo stesso effetto edulcorante, i vantaggi svanirebbero e non si capisce come alcuni possano sostenere che lo sciroppo d’acero possiede un potere dolcificante “1,5 volte superiore al saccarosio”. Un discorso analogo, anche se non così proporzionale a causa del sistema usato per la misurazione, riguarda l’indice glicemico, che per il nostro sciroppo è leggermente inferiore a quello dello zucchero e paragonabile a quello del miele, ma con valori che a causa della sua composizione non si discostano in maniera radicale da quella di molti dolcificanti a base zuccherina. Come correttamente spiega il sito britannico sulla prevenzione del diabete, anche lo sciroppo d’acero è “zucchero sotto mentite spoglie”: “Although honey, agave nectar and maple syrup are marketed in many of the ‘sugar-free diet’ books as healthier alternatives to sugar, they’re really just other forms sugar. […] The suggestion that these foods are healthier may motivate you to eat more, which isn’t helpful for your diabetes and/or your waistline.

different-grades-of-maple-syrupUn altro grosso equivoco sull’acero riguarda la presenza di polifenoli nello sciroppo, il cui studio ha prodotto segnalazioni come questa, questa e questa, solo per pescarne alcune delle molte sintonizzate sullo stesso spartito stonato. Lo sciroppo contiene effettivamente infinitesimali quantità di fenoli semplici, soprattutto acidi idrossicinamici derivati dalla degradazione termica durante la bollitura della linfa, ma oltre all’esiguità va fatto notare che si tratta di sostanze quasi ubiquitarie nella frutta e in buona parte della verdura normalmente consumata. A rendere ballerino l’alibi dei polifenoli è però il fatto che tutti gli studi citati a sostegno dell’ipotesi “sciroppo d’acero e glicemia” e “sciroppo d’acero e antiossidanti”, contrariamente a quello che si deduce dai resoconti, non hanno investigato lo sciroppo così come lo mangiamo bensì estratti concentrati, dai quali sono stati rimossi tutto il saccarosio e tutta l’acqua, fino ad ottenere solo ed esclusivamente la frazione ricca in polifenoli. In altre parole, anche se i risultati di questi composti sono apparentemente favorevoli e nonostante molti di essi siano effettivamente degli ottimi antiossidanti, il loro contributo nello sciroppo è praticamente nullo, in quanto enormemente diluiti. Tre esempi per spiegare i limiti di queste spiegazioni e degli studi originari:

Primo: 1000 g di sciroppo d’acero contengono circa 4 mg di polifenoli e gli studi disponibili hanno impiegato estratti contenenti circa 340 mg/g di polifenoli. Lascio a voi il calcolo per arrivare al volume di sciroppo necessario a raggiungere la stessa quantità e alla corrispondente quantità di saccarosio che andrebbe ingerita con relative calorie. Altri studi hanno poi valutato gli effetti sulla glicemia dei polifenoli presenti nelle foglie e la loro azione è stata confusa con quella dello sciroppo, che come spiegato è una cosa completamente diversa, al punto che le sostanze testate sono completamente assenti in quest’ultimo. Nulla vieta che i tannini e i polifenoli individuati abbiano un’azione nell’agevolare il controllo della glicemia (ce l’hanno e soprattutto è ben nota l’azione di altre fonti), semplicemente nello sciroppo d’acero ce ne sono troppo pochi per sortire qualsivoglia effetto.

Secondo: gli stessi polifenoli sono presenti anche in altre piante alimentari. Ad esempio, il mirtillo ne contiene 200 volte in più, le normali fragole ne contengono circa 100 volte in più, nella crusca gli stessi composti hanno una concentrazione 1000 volte maggiore. E oltre a contribuire in molti altri modi al benessere di chi le mangia, fornire un indice e un carico glicemico più favorevoli, costano anche molto di meno apportando al tempo stesso assai meno calorie. Un forte limite di questo tipo di studi, oltre ad essere semplici valutazioni in vitro, è infatti quello di non fornire mai un confronto serio con un’alternativa alimentare consolidata, che aiuti il consumatore a fare la scelta per lui opportuna. Il risultato è che non è immediato dedurre quale sia l’opzione alimentare migliore: meglio tre cucchiaini di sciroppo d’acero o una porzione di frutta in più? (Meglio la frutta).

Terzo: in una dieta europea equilibrata si ingeriscono ogni giorno tra 30 e 50 mg degli stessi polifenoli presenti nello sciroppo. Saranno i pochi centesimi di milligrammo assunti sostituendo tutto lo zucchero di barbabietola con lo sciroppo d’acero a cambiare le cose? No, si possono ottenere risultati di gran lunga migliori -se lo si desidera- aumentando le porzioni di frutta e verdura senza ricorrere a prodotti extra, come spiega questo grafico, nel quale vengono confrontate le attività antiossidanti di dolcificanti zuccherini e di alcuni vegetali. Lo sciroppo d’acero ha una debole azione: ne occorrono 130 g al giorno per ottenere lo stesso effetto antiossidante di una porzione di frutta o di noci, mentre una semplice porzione extra di mirtilli assicura un effetto quasi 10 volte maggiore.

Phillips, K. M., Carlsen, M. H., & Blomhoff, R. (2009). Total antioxidant content of alternatives to refined sugar. Journal of the American Dietetic Association, 109(1), 64-71.

Phillips, K. M., Carlsen, M. H., & Blomhoff, R. (2009). Total antioxidant content of alternatives to refined sugar. Journal of the American Dietetic Association, 109(1), 64-71.

Honma, A., Koyama, T., & Yazawa, K. (2010). Anti-hyperglycemic effects of sugar maple Acer saccharum and its constituent acertannin Food Chemistry, 123 (2), 390-394 DOI: 10.1016/j.foodchem.2010.04.052

Apostolidis, E., Li, L., Lee, C., & Seeram, N. (2011). In vitro evaluation of phenolic-enriched maple syrup extracts for inhibition of carbohydrate hydrolyzing enzymes relevant to type 2 diabetes management Journal of Functional Foods, 3 (2), 100-106 DOI: 10.1016/j.jff.2011.03.003

González-Sarrías, A., Li, L., & Seeram, N. (2012). Anticancer effects of maple syrup phenolics and extracts on proliferation, apoptosis, and cell cycle arrest of human colon cells Journal of Functional Foods, 4 (1), 185-196 DOI: 10.1016/j.jff.2011.10.004

Phillips, K., Carlsen, M., & Blomhoff, R. (2009). Total Antioxidant Content of Alternatives to Refined Sugar Journal of the American Dietetic Association, 109 (1), 64-71 DOI: 10.1016/j.jada.2008.10.014

La botanica dello sciroppo d’acero – Parte seconda

[prima parte]

Come si raccoglie? Quando i coloni europei hanno messo piede sul suolo nordamericano non hanno ereditato dai nativi molte pratiche agricole, ma hanno anzi imposto le loro. Una però l’hanno adottata, ed è la raccolta della linfa dell’acero tramite fori nel tronco profondi circa 10 cm, praticati alla fine dell’inverno su alberi di almeno 40 anni di età e tenuti aperti con tubi del diametro di mezzo centimetro, a cui appendere secchielli di metallo da recuperare ogni sera. La profondità del foro è quella giusta per arrivare a intercettare i vasi dello xilema; trascorse circa 6 settimane cessa di emettere linfa e viene sigillato, per ridurre il rischio che la pianta si ammali. Dopo centinaia 749196_22440404di anni di questo sistema, nel corso degli ultimi tre decenni la raccolta della linfa di Acer saccharum e la sua trasformazione in sciroppo sono andate incontro a numerosi cambiamenti, dettati dalla disponibilità di nuove tecnologie, dal bisogno di abbattere costi di produzione e manodopera, di aumentare i volumi di produzione (ogni anno si producono 28 milioni di litri di sciroppo) e, più recentemente, dalla necessità di contrastare gli effetti del cambiamento climatico. Nella produzione industriale il sistema tradizionale basato su secchielli è stato velocemente soppiantato dalla possibilità di usare tuberie in gomma, che convogliano contemporaneamente la linfa da molti alberi a cisterne poste nel mezzo dei boschi. Questo ha ovviamente ridotto il costo della manodopera e ha permesso la gestione di foreste naturali di aceri assai estese: esistono “fattorie dello sciroppo” che nella stagione opportuna “mungono” contemporaneamente diverse migliaia di alberi spontanei, tutti collegati da una sorta di estensione idraulica del sistema xilematico. Nelle foreste più ricche di aceri si estrae linfa da circa 100-200 alberi per ettaro con una produzione giornaliera media di circa 5-600 litri, che nei picchi ottimali durante la stagione può arrivare sino 7-8 litri al giorno per albero; ogni pianta può reggere più punti di prelievo senza subirne troppo danno.

Talvolta, per facilitare il flusso verso le cisterne da distanze superiori a centinaia di metri vengono applicate leggere pressioni aspiranti per mezzo di pompe, altrimenti la linfa stagnerebbe troppo a lungo nei tubi. Da un paio di anni, complice la combinazione di cambiamento climatico e di economia di scala, questo approccio è stato potenziato e vengono proposti sistemi di raccolta più spinti, basati sulla silvicoltura intensiva e sul ricorso a pompe a vuoto più potenti. Mentre il metodo tradizionale si avvale di boschi naturali e non di piantagioni, la diminuita resa dei primi ha recentemente portato alla nascita di un nuovo modello di produzione, con aceri piantati ad hoc come fitti frutteti ai quali vengono applicate pompe a vuoto ad alta efficienza. Le pompe risucchiano la linfa dai rami sezionati con una potenza tale da non richiedere la presenza del ciclo gelo notturno/calore diurno messo in crisi dal climate change e permettono di usare piante giovani. Con questo metodo gli alberi vengono coltivati, favorendo con potature un portamento abustivo e ogni anno un paio di fusti laterali vengono capitozzati e collegati alle pompe. Si tratta di un sistema che ha dei pro e dei contro e pur ricordando l’equivalente forestale di un allevamento

(Photos: Dave Pape/Flickr; Sally McCay/University of Vermont)

(Photos: Dave Pape/Flickr; Sally McCay/University of Vermont)

in batteria non induce disturbo antropico nelle foreste, evita che gli scoiattoli si mangino le tuberie e che i cervi vi restino impigliati, riduce il terreno utilizzato a un decimo, permette di mantenere la produzione nelle zone tradizionali nonostante il clima più caldo e fornisce un prodotto con la medesima composizione organolettica. Certo, parte della poesia della lavorazione va persa.

Cosa contiene e come si produce? Dato il suo scopo nella pianta (portare nutrimento concentrato dalle radici alle foglie), la linfa che sgorga dai tronchi di Acer saccharum è di fatto una soluzione zuccherina in acqua: contiene circa il 2-4% di zuccheri e il 96-98% di acqua. Inodore e incolore, va lavorata per ottenere un prodotto conservabile a lungo e dotato del caratteristico aroma dello sciroppo d’acero, nel quale si ha invece un 66-75% di zuccheri, concentrazione tale da permetterne la conservazione. Il processo di concentrazione avveniva un tempo per sola evaporazione a caldo ma attualmente ha 1024px-Syrup_grades_largeluogo in due fasi, che prevedono una prima riconcentrazione dei soluti tramite osmosi inversa e una successiva evaporazione per riscaldamento, che causa la degradazione di alcuni metaboliti secondari presenti in piccole quantità nella linfa e genera l’aroma, mentre una minima parte della frazione zuccherina diventa caramello determinando il colore. Se ci limitasse a una semplice disidratazione senza riscaldamento si otterrebbe una polvere bianca, dello stesso sapore del normale zucchero raffinato di barbabietola. Occorrono circa 40-50 litri di linfa per ottenere un solo litro di sciroppo e questo aspetto costituisce una nota dolente per la sostenibilità ambientale della produzione: l’energia necessaria per eliminare tutta l’acqua in eccesso non è trascurabile. Si stima che senza la recente introduzione dell’osmosi inversa il metodo tradizionale basato sul solo riscaldamento consumasse circa 65 litri di metano per produrre due cucchiaini di sciroppo, una quantità ora diminuita del 60-70% circa ma comunque tale da determinare un costo e una carbon footprint maggiori rispetto al miele, prodotto simile per caratteristiche e mercato, che invece è raccolto già in forma concentrata.

Lo sciroppo così ottenuto viene messo in commercio con una gradazione di qualità che ha subito una revisione proprio a partire dal gennaio 2015. Il vecchio metodo basato esclusivamente sulla colorazione è stato modificato introducendo anche una componente legata all’intensità dell’aroma e dipendente in parte dal protocollo di produzione ma soprattutto dalla composizione al momento dello spillaggio dall’albero. La prima linfa raccolta durante la stagione ha infatti in genere una maggiore concentrazione zuccherina, mentre quella emessa dagli alberi nelle settimane successive viene progressivamente diluita dall’acqua captata dalle radici e inviata alle foglie. La linfa può essere diversa allo spillaggio, ma il prodotto finito deve avere la medesima concentrazione zuccherina e quindi la prima viene bollita meno a lungo e quindi risulta meno caramellizzata, producendo uno sciroppo più chiaro e meno forte nel sapore, al contrario di quella più diluita all’origine che ha bisogno di trattamenti termici più drastici. Inoltre, con l’avanzare della stagione di raccolta aumenta la presenza di aminoacidi e composti proteici, che innescano un maggior numero di reazioni di Maillard contribuendo ulteriormente al colore scuro e al sapore più deciso dello sciroppo più tardivo.maple-syrup-grades-are-changing-page-0Quali zuccheri? La tipologia degli zuccheri presenti non è stata finora menzionata, ma è importante soprattutto per gli usi che si fanno dello sciroppo d’acero. La frazione zuccherina dello sciroppo è difatti quasi completamente formata da “normale” saccarosio, con percentuali variabili tra lo 0,5 e l’1% di glucosio e fruttosio. Una composizione zuccherina così uniforme è rara nei prodotti grezzi di origine naturale ed è dovuta al fatto che la linfa è estratta solo dallo xilema e contiene solo carboidrati derivati dall’amido. In altri dolcificanti vegetali liquidi si ha invece una miscela complessa di più zuccheri e di più metaboliti, in quanto ottenuti per spremitura o per macerazione di più tessuti, cosa che impone diverse fasi di purificazione prima di avere un prodotto analogo, come avviene con il melasso di canna da zucchero e barbabietola. L’unica diffeResearchBlogging.orgrenza rispetto alla forma disidratata dello zucchero bianco o di canna alla fine è data dal 30% di acqua che resta nello sciroppo. I metaboliti secondari prodotti dall’acero (soprattutto polifenoli e lignine) o generati per degradazione di altre sostanze durante la bollitura sono assai numerosi come tipologia (ovvero ci sono diverse decine di composti tra loro diversi) e sono presenti in quantità variabili durante la stagione di raccolta della linfa, tuttavia la loro abbondanza nello sciroppo finale non supera i pochi decimi di milligrammo per grammo (ovvero sono presenti in quantità talmente minime che il loro totale si misura in parti per milione). Anche se assolutamente irrisoria, questa quantità è alla base di una dei principali malintesi sullo sciroppo d’acero.

Stuckel, J., & Low, N. (1996). The chemical composition of 80 pure maple syrup samples produced in North America Food Research International, 29 (3-4), 373-379 DOI: 10.1016/0963-9969(96)00000-2

Perkins TD, & van den Berg AK (2009). Maple syrup-production, composition, chemistry, and sensory characteristics. Advances in food and nutrition research, 56, 101-43 PMID: 19389608

La botanica dello sciroppo d’acero – Parte prima

614020_94614957Un tour autunnale a cavallo tra Quebec canadese e New England statunitense regala al turista la vista romantica della tavolozza fiammeggiante degli aceri. L’occhio dell’appassionato di piante, trascurando lo stereotipo oleografico del foliage, sa però che in quei giorni gli aceri si avviano al letargo invernale e che nel farlo si impegnano a riciclare ogni materiale utile, scomponendo la clorofilla e recuperando carboidrati e proteine da richiamare verso il profondo delle radici, prima di far cadere al suolo mucchi di foglie morte, svuotate di ogni nutriente e portate via dal vento del Nord. Nel frattempo, la scomparsa della clorofilla e la necessità di proteggere la foglia durante l’ultima ritirata portano alla vista carotenoidi gialli e antociani rossi, per la gioia dell’ente turismo di Vermont, Adirondack e dintorni che cercano di godere del fenomeno fino a che il cambiamento climatico lo permette. Questa esplosione di colori e di quieto vivere ha però luogo in autunno, mentre ora siamo nella briosa primavera e il panorama regalato è decisamente diverso.

Difatti, in questi giorni la visita ai medesimi luoghi offre al turista scenari assai meno patinati ma ben più vitali: tra gli aceri ancora privi di foglie un inestricabile groviglio idraulico di tubi pulsanti corre da un tronco all’altro per centinaia di metri e migliaia di condotti in plastica escono direttamente dai fusti, dai quali spesso sporge un piccolo rubinetto. Aperta la mandata, il turista può veder sgorgare un flusso di liquido incolore, dolce e regolare al punto che, con pazienza e secchiello, non sarebbe difficile raccoglierne qualche litro in una sola giornata. Addirittura, passeggiando per il bosco dopo una forte gelata, si potrebbero notare piccole stalattiti ghiacciate e dolci sporgere da qualche rametto rotto. E’ il risveglio dell’acero: i carboidrati tornano in circolo dal loro rifugio radicale e l’acqua dalle radici riprende a fluire verso le gemme, la vita della pianta riparte e con essa il business dello sciroppo d’acero, uno dei pochi prodotti di successo commerciale ottenuti dalla linfa degli alberi. Questa ambientazione primaverile non è certo romantica come quella autunnale e ricorda vagamente una fabbrica più che una foresta, ma permette di raccontare diverse storie.

Cosa succede nell’acero? Le piante hanno un’idraulica tutta loro. Presentano un doppio sistema per il trasporto interno dei liquidi, formato da una serie di vasi che al pieno della vitalità trasferisce acqua, ormoni e sali minerali dalle radici verso le foglie e da una serie di tubi che assicurano il percorso inverso, instradando gli zuccheri prodotti dalla fotosintesi verso il resto della pianta. Il sistema che dall’alto va verso il basso è detto floema, è formato da cellule vive e nella nostra storia è un comprimario, un attore che appare in scena due volte in tutto il film. Il sistema che dal basso va verso l’alto è detto xilema e gode invece del ruolo protagonista; fatto di cellule morte e con pareti dure, deve lavorare contro il fastidioso volere della gravità, in quanto senza aiuti fisici l’acqua non risalirebbe dal sottosuolo fino agli oltre 30 metri di altezza di un acero. In condizioni normali, ovvero quando la chioma è ricca di foglie, questa forza è in massima parte assicurata dalla traspirazione: la superficie fogliare perde acqua in forma di vapore acqueo e questa eliminazione induce una pressione negativa nei tubi, che operando come tante cannucce da cocktail aspirano con forza altra acqua dalle radici lungo lo xilema per riempire il vuoto lasciato da quella evaporata.

Acer saccharum e in misura minore Acer rubrum e Acer nigrum, le specie responsabili dei panorami dorati e della produzione di omonimo sciroppo da pancakes, non fanno eccezione e movimentano acqua e soluti in questo modo. Ad esempio, il floema in estate porta il glucosio prodotto dalla fotosintesi dalle foglie alle radici, dove viene immagazzinato sotto forma di amido fino all’autunno, epoca in cui i medesimi tubi portano sottoterra le sostanze recuperate dalle foglie in via di degradazione, per conservarle al riparo durante il letargo invernale. Al contrario, in estate lo xilema grazie alle foglie draga e aspira nuova acqua verso l’alto, per permettere alla pianta di crescere e vivere: si stima che in un acero di medie dimensioni possano circolare attraverso lo xilema fino a 200 litri di acqua al giorno. Con l’arrivo dell’inverno questo flusso rallenta fino a cessare completamente con la caduta delle foglie. Tutto questo dinamismo idraulico ha però bisogno di una folta chioma per funzionare a pieno regime e pone un primo problema quando l’albero si risveglia dal letargo invernale: se le foglie sono così importanti per il trasporto, come fa la miscela di acqua e zucchero a salire quando l’albero è spoglio e perché la linfa usata per produrre lo sciroppo sgorga spontaneamente dai rubinetti?

Ghiaccio, tubi e zuccheri. In barba alla fisica e al meccanismo fin qui descritto, durante i primi freddi giorni di primavera gli alberi di Acer saccharum assicurano un flusso regolare e consistente di liquido zuccherino, che risale lungo lo xilema e può essere intercettato inserendo un normale tubo nel tronco.

A differenza di altre piante, per prosperare al freddo l’acero ha infatti evoluto un sistema di trasporto che si avvantaggia dei climi più rigidi, nei quali anche alla fine dell’inverno sono frequenti forti gelate notturne. Allo scioglimento delle nevi le radici della pianta iniziano infatti ad avere a disposizione più acqua e le parti aeree iniziano a percepire l’arrivo di temperature ideali alla crescita. C’è un’enorme pianta alta più di 30 metri e spesso vecchia più di 200 anni da rimettere in moto, occorre energia immediata per ricostruire foglie, sviluppare gemme, far crescere rami e fusto e così il metabolismo dell’acero si mobilita smantellando il deposito di amido nelle radici, trasformandolo nuovamente in zuccheri solubili in acqua con cui rifornire le giovani gemme dalla parte collecting-maple-sap-in-bottleopporta della pianta. Nei primi giorni di primavera la linfa fatica a risalire verso la chioma in assenza del motore della traspirazione, così altre due forze possono entrare in soccorso: la pressione radicale e quella del fusto, ma la prima delle due nell’acero è assente e se proviamo a incidere una radice non si nota un flusso forte come quello del fusto. Il flusso lungo lo xilema è invece particolarmente forte ed ha luogo solo in concomitanza con giorni tiepidi e soleggiati seguiti da notti gelide tipiche della prima fase primaverile nel nordest americano, nelle quali la temperatura scende di molto sotto lo zero. Il meccanismo è dato da una combinazione di clima, idraulica e fisica, unite ad una precisa disposizione di tessuti nel tronco dell’acero il quale, a differenza di altri alberi, durante l’inverno mantiene liquidi all’interno del tronco. Così, nei primi freddi delle sere del Vermont e del Quebec, il primo raffreddamento della linfa nello xilema provoca il discioglimento di gas presenti nel tronco dell’acero, la cui scomparsa provoca una pressione negativa che fa parzialmente risalire il liquido dalle radici con un’intensità simile a quella della traspirazione. Durante il gelo notturno invece il liquido si ghiaccia, intrappolando ulteriore gas al suo interno anche da tessuti vicini e aumentando leggermente di volume preme sulle pareti dello xilema, rigide ma elastiche, mandandole in tensione. Giunte infine le ore calde del giorno la linfa ghiacciata si scioglie e i gas liberati, assieme al debole rimbalzo elastico dello xilema che torna alla sua dimensione originaria, producono una pressione positiva che spinge il liquido verso l’uscita più vicina, in genere data dal foro di spillaggio o dalle gemme dei rami, le cui pareti cellulari sono più cedevoli e permeabili. In altre parole, occorre una precisa e cicilica alteranza di congelamento/scongelamento dei gas nello xilema per spingere la linfa verso l’alto e questo rende il flusso della linfa dell’acero intermittente, legando a doppia mandata la produzione di sciroppo al territorio e alle sue condizioni climatiche. Altri alberi non mantengono liquidi nello xilema in inverno e non emettono linfa zuccherina se incisi in primavera, mentre altri ancora, come le betulle, effettuano invece lo stesso spostamento grazie alla sola pressione radicale, per cui possono essere “munte” in concomitanza allo scioglimento delle nevi e fino a che la linfa ha un adeguato tenore zuccherino, non solo in precise condizioni di gelo.

Amari risvolti del cambiamento climatico. La temperatura dell’ambiente gioca quindi un ruolo fondamentale nella raccolta di linfa da indirizzare alla produzione di sciroppo, perché il suo comportamento è perfettamente calibrato sul clima. Senza gelate primaverili l’acqua del tronco non può ghiacciare e non si nota un fenomeno così marcato di trasporto, con un conseguente un calo nella quantità di linfa raccolta e quindi e perdita di redditività, che risulta pertanto sensibile a qualunque cambiamento climatico. Ad esempio, negli ultimi decenni la resa dei boschi statunitensi è andata incontro a una costante contrazione, mentre quella dei boschi canadesi, posti più a nord, è cresciuta. La presenza di più giornate calde nei mesi di febbraio e marzo ha infatti ridotto la finestra di giorni utili di raccolta e inceppato il meccanismo tradizionale di spillaggio, in quanto gli albcurrent_vs_higheri hanno meno tempo per mobilitare il loro magazzino di amido nelle radici e iniziano prima ad effettuare la fotosintesi che blocca il trasporto di zuccheri dalle radici alle gemme attraverso lo xilema. Come illustra il diagramma qui a lato le previsioni degli ecologi soprattutto per i produttori americani di sciroppo d’acero non sono favorevoli e nei prossimi decenni la stessa presenza degli aceri diminuirà drasticamente nel nordest americano, poiché l’innalzamento delle temperature diminuirà la competitività degli aceri rispetto ad altre specie come querce e noci pecan, più adattate alle nuove condizioni.

Assieme ai colori dell’autunno anche la produzione primaverile di sciroppo tenderà quindi a migrare verso nord, finché c’è un nord verso cui migrare.