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L'influenza delle piante sulle interazioni ecosistemiche

Le interazioni fra gli organismi che vivono dentro e fuori dal terreno sono riconosciute per essere fondamentali nella guida dei processi di scambio. Indagare il legame tra le specie fuori terra e quelle che vivono in ambiente ipogeo, è quindi importante non solo per capire le varie interazioni, ma può fornire nuovi spunti per la comprensione della conservazione degli ecosistemi e dei servizi che forniscono. Queste interazioni sono mediate dalle piante: un vero e proprio effetto ecologico indiretto.

L'importanza della genetica.
In un sistema sopra terra/sotto terra, gli erbivori possono influenzare positivamente le comunità del suolo, aumentando l'azoto nel terreno attraverso l'apporto di materia organica; ma possono anche avere effetti negativi attraverso la compromissione della produttività primaria netta, tramite la rimozione dei tessuti vegetali, riducendo la crescita delle radici e della biomassa. Allo stesso modo, gli organismi del suolo hanno influenze variabili sulle comunità fuori terra. I patogeni radicali sono capaci di indurre cambiamenti della composizione nutritiva all'interno del fogliame della pianta ospite e possono far aumentare il tasso riproduttivo di fillominatori e afidi. I decompositori mobilizzano i nutrienti che stimolano la crescita della pianta, rendendola più appetibile per alcuni insetti o erbivori.
I meccanismi che guidano le interazioni pianta-mediate includono effetti sulla qualità delle risorse e sull'induzione di difesa. Gli studi sulle interazioni indirette mediate dai vegetali hanno solo raramente considerato il ruolo della variazione genetica delle piante. È dimostrato che la variabilità genetica influenza la struttura delle comunità di invertebrati, funghi e piante che vivono sopra e intorno a una pianta focale. Ciò significa che le comunità ecologiche associate ai diversi genotipi di piante variano, e questo può portare a cambiamenti nelle reti di interazione. Lo studio del legame tra la genetica vegetale e le comunità del suolo è ancora all'inizio e si concentra principalmente sulle comunità di decompositori, ma ha già dimostrato evidenti associazioni.

Un caso di studio.
Gli afidi sono una specie ottima per approfondire la conoscenza di queste relazioni anche fuori dal terreno, visto la nutrizione caratteristica della specie, in grado di percepire anche i più piccoli cambiamenti nella qualità dell'ospite. Gli afidi spesso si nutrono solo di poche piante ospiti, ma alcuni sono più polifagi di altri, facendone aumentare la suscettibilità verso i cambiamenti fisiologici della pianta rispetto agli insetti più specializzati. Un'altra buona specie modello per lo studio delle interazioni sono i lombrichi, noti decompositori. I lombrichi possono alterare il contenuto di azoto per l'impianto aumentandone la disponibilità nel terreno. Questo è generalmente positivo per piante, ma può avere uno svantaggio indiretto, per esempio, quando porta a un aumento di fitofagi. I pochi studi effettuati sull'argomento non hanno mai considerato la variabilità genetica dell'impianto e sono stati condotti esclusivamente su Myzus persicae. Una ricerca tedesca ha invece messo al centro dell'osservazione la variabile genetica e la polifagia degli afidi.
Lo studio è stato condotto utilizzando come substrato compost con lombrichi, come ospite vegetale quattro varietà di Vicia faba e due specie di afidi, Afis fabaeAcyrthosiphon pisum.Le specie di afidi utilizzati sono entrambi comuni fitofagi, ma si differenziano per la pianta ospite (una specie si alimenta solo di fave, e l'altra è polifaga). Hanno ipotizzato che i lombrichi avrebbero mobilizzato più azoto, aumentando così la biomassa vegetale e la densità degli afidi; l'entità di questo effetto, sempre per ipotesi, dipenderà dalla varietà della pianta. Inoltre, le due specie di insetti sono state inserite singolarmente e insieme, per vedere se la concorrenza può influenzare l'attività di piante  e lombrichi.

Risultati e osservazioni.
I dati raccolti mostrano che la varietà della pianta ospite ha mediato, con un effetto ecologico indiretto, l'attività dei lombrichi sugli afidi polifagi Afis fabae. Gli autori hanno osservato un aumento del tasso di crescita delle comunità dell'insetto in tre varietà vegetali, e una diminuzione nella quarta varietà. Nessun effetto viene evidenziato per quanto riguarda l'altra specie e niente di significativo riguardo la concorrenza.
Gli autori hanno scoperto che la variazione genetica della pianta può mediare le interazioni tra le comunità che vivono sopra e sotto terra. Lo studio sottolinea la significativa influenza che il genotipo vegetale svolge nella regolazione delle interazioni. È stato osservato che gli effetti sono complessi e specie-dipendenti. La varietà vegetale ha mediato l'effetto dei lombrichi solo su una delle specie di afide, A. fabae. Questo lavoro si aggiunge alla conoscenza di come le piante rappresentino un gruppo fondamentale nei rapporti fra le specie, e di come riescano a influire sui processi degli ecosistemi.
 

Le piante sono un importante anello di connessione per i rapporti interspecifici. Un gruppo di ricercatori fornisce nuove prove

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