Aside

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