Aloe: ogni cosa al suo posto

Che per le piante l’acqua sia importante lo sanno anche i sassi, che la vedono solo scorrere via veloce. E pure i cialtroni come me, che non possono millantare doti da pollice verde, sanno ad esempio che il basilico non annaffiato appassisce presto. E ti guarda esanime, con aria di rimprovero. Per rinverdire la mensola, se siete distratti e/o poco propensi alle cure, meglio rivolgersi a chi ha già risolto per conto proprio il problema della carenza idrica, come le cosiddette piante grasse. Cosiddette perché agli occhi del botanico non costituiscono una categoria sistematica omogenea e vengono invece riunite sotto questo nome comune specie distanti tra loro per parentela e storia evolutiva. Pur partendo da posizioni diverse sui rami dell’evoluzione, queste piante si sono adattate in modo convergente verso uno stesso pacchetto di soluzioni, capace di svincolarle dall’esigenza di irrigazioni costanti e tale da sfruttare la logica dell’accumulo. Il pezzo forte del pacchetto è una bella cisterna di riserva ben fortificata.

Come Zio Paperone. L’acqua è elemento essenziale per la vita. Fino a qui, tutti d’accordo. Per le piante, che una volta germinate non possono andare in cerca di abbeveratoi e rubinetti, la sua carenza è un serio limite, anche perché là dove l’acqua è disponibile in abbondanza i concorrenti sono numerosi ed agguerriti. Al contrario, nelle zone più aride la competizione fratricida può essere minore ed occorre sgomitare meno per farsi spazio. Adattarsi a vivere nei climi secchi può essere quindi un bel vantaggio se non si desidera competere con gli altri vegetali per luce e suolo, ma ha i suoi lati negativi, poiché richiede soluzioni ad hoc e soprattutto impone attenzione verso altri tipi di avversari. Le piante grasse, ad esempio, hanno sviluppato la capacità di prosperare in condizioni estreme, là dove il basilico e la menta mai si sognerebbero e lo hanno fatto grazie a sistemi interni di stoccaggio dell’acqua, versione idrica del deposito di Zio Paperone, a cui attingono durante le prolungate siccità. Trovarsi nel deserto, tuttavia, non le mette al riparo dalle amorevoli attenzioni della Banda Bassotti di turno, attirata da cotanta ricchezza idrica. E così, oltre alla cisterna nel cortile, le piante grasse hanno dovuto alzare mura di cinta, guarnirle di spine e reticolati per tenere alla larga animali assetati e rimediare all’invadenza di altri vicini inevitabili: il sole ed il vento. Per preservare e godere del loro tesoro idrico hanno dovuto trovare un giusto equilibrio tra forma e sostanza, ovvero tra morfologia fogliare e metaboliti secondari o ancora, se preferite, concertare un’azione sincronizzata tra biologia e chimica.

Morfologia e mercato. Il genere Aloe, ad esempio, presenta tutti gli adattamenti convergenti tipici di queste piante: ha foglie carnose e ricche di mucillagini, coriacee, coperte di cera e con margini spinosi, per limitarci a quanto osservabile ad occhio nudo. Le cere servono a impermeabilizzare le foglie, limitando la perdita d’acqua per evaporazione e le spine hanno ovvviamente il ruolo di tenere a debita distanza bocche e zampe indesiderate, bramose di abbeverarsi a questa fonte. Se avete mai messo mano su un fico d’India sapete cosa intendo. Il genere Aloe è anche un genere botanico di grande successo commerciale, vista la moltitudine di prodotti che si ricavano attualmente dalle due droghe ottenute dalla pianta: l’aloe gel (trasparente, non amaro e non lassativo) e l’aloe succo (scuro, amarissimo e purgante). Forse non esiste corsia del supermercato esente dal richiamo “a base di Aloe”e la lista dei prodotti che le contengono annovera amari (ne trovate nel Fernet), lassativi, integratori alimentari, cosmetici, additivi per usi disparati, persino per fazzoletti da naso, detersivi per piatti, pavimenti e bucato, snacks al cioccolato e yoghurt. Esiste un legame tra le due diverse droghe, i disparati usi commerciali dell’aloe e le sue esigenze ecologiche? Eccome se esiste: l’intera foglia della pianta è infatti organizzata come una fortezza a difesa di un tesoro, secondo una precisa compartimentazione di sostanze diverse in punti strategici precisi, finalizzati a costruire un granaio d’acqua e tenere lontani gli scrocconi. Le sostanze chimiche che permettono questo risultato esplicano in natura lo stesso ruolo che viene loro chiesto dall’uomo, si trovano accumulate in punti diversi della foglia e possono essere separate per semplice azione meccanica, dando origine a due ingredienti ben distinti a partire da una medesima foglia. In altre e più scientifiche parole, le soluzioni evolutive più rilevanti adottate dall’Aloe per adattarsi ai climi aridi in cui vive hanno una ragione chimica ben precisa, che si sposa perfettamente con la morfologia della foglia e che è alla base dei diversi prodotti che se ne possono ottenere e dei loro impieghi.

Tenersela stretta. Per descrivere organizzazione e ruoli conviene partire dall’interno della foglia carnosa dell’Aloe. Il primo comandamento della pianta xerofita, ovvero adattata a climi secchi, è “accumulare”, il secondo è “non cedere”: quel che l’ambiente può dare in certi periodi dell’anno va immagazzinato in modo efficiente affinché possa tornare utile nei periodi di magra e va protetto con cura. Negli habitat a cui il genere Aloe si è adattato piove raramente e le piante devono letteralmente far tesoro dell’acqua disponibile in quei momenti, obiettivo conseguito facendo leva sulla  chimica dei polisaccaridi. Le molecole polisaccaridiche, polimeri ramificati composti da diversi tipi di zuccheri, sono in grado di assorbire acqua intrappolandola nei vari modi illustrati dall’immagine sottostante (da qui, pdf). Ad esempio, possono sfruttare i numerosi ossidrili a loro disposizione per creare legami idrogeno con le molecole d’acqua (b, c) oppure avvalersi del’azione di alcuni ioni che li accompagnano (a, d). Dal momento che i polisaccaridi formano reticoli intricati, una parte di acqua può semplicemente rimanere intrappolata all’interno del reticolo (e, f), così come avviene quando si aggiunge della pectina ad una marmellata. I polisaccaridi dell’Aloe sono polimeri formati da catene di vario tipo e ad esempio un residuo particolarmente abbondante è l’acido D-galatturonico, che è in grado -guarda caso- di legare a sé in modo reversibile ma forte alcune molecole d’acqua, grazie all’attrazione elettrostatica prodotta dai vari cationi che lo possono accompagnare. L’acido galatturonico salificato con sodio trattiene 4 molecole d’acqua, che diventano 12 o 13 se il sale è formato con ioni calcio e magnesio. Acemannani, glucomannani ed arabinani si comportano in modo simile, contribuendo a creare un reticolo gelificato all’interno del quale ulteriori molecole d’acqua si vanno ad incastrare come un uovo in una scatole per uova. Le molecole di acqua così bloccate nella mucillagine formano un gel trasparente, capace di bloccare l’acqua con una forza tale da limitarne l’evaporazione, ovvero rendendola poco passibile di essere eliminata tramite la traspirazione delle foglie: l’energia che lega le molecole d’acqua ai polisaccaridi è di poco superiore a quella esercitata dal calore esterno. Non a caso, infine, questo parenchima acquifero è formato da cellule con pareti molto sottili (inutile sprecare spazio) ed elastiche (capaci di allargarsi come palloncini quando si riempiono) e non a caso è posto nel cuore della foglia, più lontano possibile dal calore e dai nemici che insidiano l’epidermide fogliare. La immagine qui a lato lascia intuire come queste cellule di deposito abbiano dimensioni anche decine di volte maggiori rispetto alle altre che compongono la foglia. Tutte assieme formano il tesoro nel forziere acquifero in cui la pianta nuota felice, proprio come Zio Paperone nel suo deposito.

L’amaro in bocca è solo l’inizio. L’acqua però, come tutti i tesori, è anche un valore da proteggere, perché nella penuria fa gola a molti. Una foglia carnosa e piena d’acqua gelificata è una preda ambita per gli animali che vivono negli stessi habitat aridi che possono mordere la pianta per cibarsene come fosse un mangiaebevi. Fatto il deposito, occorre renderlo inespugnabile e la soluzione è anche in questo campo una sinergia tra chimica e morfologia. Se provassimo a tagliare una foglia di Aloe non noteremmo infatti solo il gel trasparente, ma anche un liquido giallo, amarissimo, che esce dai margini della sezione. Si tratta di una miscela di sostanze fenoliche chiamate antrachinoni, dotate di due effetti a carico dei mammiferi: sono amarissime al gusto ed una volta ingerite provocano dopo alcune ore una drastica azione lassativa, mandando in tilt l’intestino del malcapitato. Le due funzioni non sono casuali dal punto di vista ecologico, in quanto l’effetto purgante agisce da punizione postuma contro il morso di mammiferi assetati ed il gusto amaro serve da deterrente, per rievocare agli sventurati: “ti ricordi cos’è successo l’ultima volta che hai sentito questo sapore?” e convincerli al primo morsetto che è meglio desistere. Che queste stesse sostanze rientrino nelle formulazione di amari come i Fernet ed in prodotti lassativi non è quindi per nulla casuale, bensì conseguenza diretta del loro ruolo difensivo nella pianta. Come mai allora il gel di aloe non è nè amaro nè lassativo?

Ogni cosa a suo posto. La risposta è nell’organizzazione morfologica, ovvero nella disposizione “geografica” delle mucillagini e delle sostanze amare e lassative nella foglia. Il ruolo igroscopico e di deposito dei polisaccaridi è magnificato dalla loro posizione, come detto, e difatti stanno nella parte centrale della foglia, lontano dalla superficie calda ed esposta ai raggi solari, in maniera tale che il loro riscaldamento sia minimo. Al contrario, le sostanze di difesa devono essere concentrate là dove si presume arrivi l’attacco e per la pianta accumulare sostanze repellenti come gli antrachinoni nel mezzo del parenchima acquifero sarebbe uno spreco: se un predatore è già arrivato a ledere questo tessuto significa che è già troppo tardi. Meglio accumulare le difese nella parte esterna, poco sotto alla zona deputata alla sintesi clorofilliana e gli antrachinoni amari sono dunque concentrati attorno a due zone strategiche come le riserve d’acqua ed i fasci vascolari, le autostrade che portano risorse attraverso le foglie. Il disegno qui a lato, fatto a partire da una sezione osservata al microscopio, riassume bene l’organizzazione chimico-morfologica nella foglia dell’aloe: un’epidermide coriacea e cerosa all’esterno, un tessuto clorofilliano (quello punteggiato), una zona di accumulo di antrachinoni amari e purganti (il semicerchio grigio scuro) in prossimità dei fasci vascolari  e solo oltre queste due cinte murarie, il parenchima acquifero di riserva (la zona inferiore a cellule ampie). Per ottenere solo il gel di aloe basta quindi sfilettare le foglia carnosa, eliminando con una lama la parte più esterna e con essa liberandosi quasi completamente le zone di secrezione degli antrachinoni con il loro contenuto sgradito. Anche il “lavoro” chiesto spesso al gel di aloe è figlio della sua funzione per la pianta. Così come trattiene l’acqua nella foglia, cedendola lentamente, esso lavora all’interno delle creme idratanti garantendo un’idratazione della pelle attraverso un’azione umettante, che incrementa l’umidità sullo strato corneo attraverso una lenta e graduale cessione delle molecole di acqua intrappolate nel gel.

8 thoughts on “Aloe: ogni cosa al suo posto

  1. Nelle piante è sempre tutto a posto. Anche gli alcaloidi dello stramonio sono al posto giusto, i problemi nascono quando i semi di Datura vengono venduti, piantati e cresciuti pensando si tratti di spinaci, come racconta il CorSera di oggi…🙂

  2. Un mio amico, strappando le infestanti nell’orto parafrasava Charles Schultz: “amo la botanica, sono le piante che non sopporto”.😛

  3. Grazie Moreno, pensa che mentre lo rileggevo mi dava l’idea di essere troppo verboso e con poco brio, troppo vicino alla trascrittura di una lezione… mai fidarsi del proprio lato più esigente🙂

  4. A me è piaciuto molto, potresti parlare di qualsiasi argomento con uno stile come questo e risulterebbe comunque interessante.

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