Canna: avamposto di ripristino, per zone umide.

La canna e l’ulivo discutevano di resistenza, di forza e sicurezza,
e l’ulivo rinfacciava alla canna di essere debole
e di piegarsi a tutti i venti.
La canna a queste critiche non rispondeva.
Un giorno si levò una violenta bufera e la canna,
per quanto scossa e piegata dalle raffiche di vento,
ne uscì salva senza difficoltà; ma l’ulivo, che cercava di resistere ai venti,
fu sradicato dalla loro violenza.

Esopo, Aἰσώπου μῦθοι, VI secolo a.C

Resistenza, forza, sicurezza sono ancora esattamente i talenti vagliati nell’ultimo studio, di Fuchao Zheng e colleghi, su tale specie elòfita; oggi, affondando lo sguardo fin nella rizosfera della lacustre Canna, Arundo phragmites L., e più dentro, nel suo locale microbiota; per rintracciare quella proverbiale olimpica stabilità, che fa pieno e moderno onore all’epica tenacia, viva e vivificante, dell’oscillante decana; in zone umide, finalmente restituite alla loro originaria ragione; e forse non solo in queste.

Esemplare modello di persistente ripristino, degli ecosistemi umidi. Elastico pernio di miti.

Arundo, forse celtico “aru”, “acqua”; fondamento fluido della sua sinuosità elusiva d’ogni quotidiano sconveniente; tentennante strenua difesa della stessa identità. E phragmites, certo e greco descrittore d’attitudine “assiepante”, φραγμίτες. Ma anche Canna, Cannuccia di palude, Canna da spazzole (figura 1). Millenaria monocotiledone, amante delle rive, degli argini o greti, dei fossati, purché paludosi. Perenne marcatore d’àmbiti, o suggestiva matrice d’opere d’ingegno. Di lei, se ne son fatti tetti, palizzate, stuoie, gerle cupe e generose; pescanti tranelli con esca e filo. E persìn filo. Filo.

Poiché di Canna è il filato detto viscosa; almeno il primo, lo fu; figlio del suo tempo. Un tempo autarchico, quel XX secolo; dal sinistro risuono. Ma anche sperimentale e visionario. La più grande industria tessile italiana, sostanziò, infatti, l’umile Canna di palude. Lo stabilimento di Torviscosa, storicizzato anche nel ’49 dal documentario «Sette canne, un vestito», a firma di Michelangelo Antonioni.

Canna, fitònimo di Arundo phragmites, assurge ad araldo di ripristino delle zone umide. Perfino il suo microbiota, si piega ma non si spezza.
Figura 1- Arundo phragmites L. Fonte [actaplantarum]

Le zone umide albergano rizosfere che promettono stabilità funzionale.

La rizosfera, quel chimerico pianeta sotterraneo, tutt’altro che immaginario, si compone di sistemi brulicanti di ruoli e di reazioni. E come un esteso tessuto di pianta, risente e risponde alle varianze di superficie. Riconosce, il tessuto, ancora, le circostanze native, in cui intensamente si adopra per restare.

Il ripristino a lungo termine, di zone umide, in questo caso, concretamente modella la stessa struttura microbica della rizosfera di Canna; incrementa la biodiversità di popolazione, facendo conto sulla stazionarietà pedologica degli ecosistemi terrestri. Studi pregressi, inoltre, accertano che più durevole si mantiene il ripristino delle aree naturali, più cresce la ricchezza microbiologica, e la caleidoscopica funzionalità garantita alla terricola intera comunità.

I microrganismi della rizosfera sono inoltre considerati indicatori della solidità della sua stessa struttura, per i loro molteplici effetti sulla crescita delle piante.

Si parla di analisi del network, infatti. Di clusters, di co-occorrenza dei taxa microbici; taxa, che formano un core, un nòcciolo essenziale, dunque, nel quale i singoli ceppi collimano in predilezioni, metaboliche ed ecologiche; con ciò, cementando la generale portanza funzionale. Una certa stabilità d’intento.

Far delle zone umide una motrice. Lo studio.

La Canna, geofita rizomatosa, perennemente riemette radici e fusti avventizi, con cui compone relazioni microbiche, volte alla phytoremediation, dei nostri danni. Intervengono, inoltre, tali sodalizi, in dinamiche e cicli del carbonio, dell’azoto, del fosforo, dell’acqua e dei nutrienti; per terra e per mare. Lo attesta già Regina B. Bledsoe ed il suo gruppo di ricerca, da un paio di annualità.

Alla luce filtrante di ciò, dunque, il lavoro di Fuchao Zheng e colleghi ha inteso esplorare gli esiti sulla stabilità dell’assemblaggio microbico, in rizosfera di Canna; durante interventi di ripristino dalla differente durata. Essi considerano, in quest’ultimo lavoro, ripristini quarantennali, trentennali, ventennali e decennali. E discriminano anche tra stagione secca, umida e di transizione. Siamo in Cina, dopotutto, nella regione di Jiangsu.

Campionamento, e genetica individuazione dei ceppi del microbiota di Canna lacustre.

I ricercatori hanno selezionato le piante di Canna octoploide, presso il Lago Taihu Basin (figura 2). Il campionamento condotto in 4 zone umide ripristinate, dopo esser state terreni agricoli o laghi di pesca, negli anni ’80, ’90, 2000 e 2010. Essi hanno installato stazioni di campionamento lungo transetti longitudinali; prelevando quattro campioni per ogni transetto. Campioni consistenti in una sezione di càule di 15 cm x 15 cm. Le canne, inoltre hanno subìto escavazione atta al prelievo di terreno dalla loro rizosfera; riposto poi in sacchetti idonei, e conservati grazie ad anidride carbonica solida. In attesa di ulteriori saggi.

Lago Taihu Basin. Luogo di prelievo della oggetto di studio. Canna, fitònimo di Arundo phragmites, assurge ad araldo di ripristino delle zone umide. Perfino il suo microbiota, si piega ma non si spezza.
Figura 2 – Lago Taihu Basin. Fonte [rivistageomedia].

Ne è seguìta estrazione del materiale genetico, con metodo CTAB.

L’analisi dei dati genetici è proseguita inoltre col calcolo della diversità microbica, e degli indici di stabilità. I ricercatori infatti hanno valutato la diversità alfa o diversità filogenetica (PD), per cercare di abbracciare con la miglior cognizione possibile la complessità che si cela nell’assemblaggio delle rizomiche diversità microbiche. Mediante software QIIME (Versione 1.7.0), ed ANOVA, essi hanno accertato variazioni degli indici PD a diversi tempi di ripristino; ottenendo anche il grado di variazione di questi ultimi, sulla base dell’abbondanza di OTUs (unità tassonomiche operative), per ogni campione.

Al fine di quantificare, inoltre, la stabilità temporale degli assemblaggi microbici del microbiota rizosferico, essi hanno misurato anche il grado di variazione media (ADV).

Analitici indici e statistiche inferenze.

I ricercatori hanno poi condotto analisi di regressione lineare tra diversità alfa e periodi di ripristino, nelle tre diverse stagioni; oltre ad analisi delle relazioni intercorrenti tra indici PD ed indici di stabilità dell’assemblaggio microbico, in regressione quadratica. Ancora. Mediante analisi della composizione dell’assemblaggio, costitutivo del microbiota rizosferico di Canna, i dati hanno restituito ed indicato i primi 30 phyla batterici, sulla base dell’abbondanza relativa; ma anche tutti i phyla fungini, così da comporre visuale intera della rizosfera, della sua attivissima comunità microbiologica.

Non è neppure mancata, tra molte altre indagini di correlazione, quella tra abbondanza differenziale di OTUs ed uno o più lassi temporali di ripristino della rizosfera, di entrambi i regni microbici. E così, i ricercatori hanno potuto stilare una tavola di OTUs dei ceppi indicatori, batterici (BIs) e fungini (FIs).

Nella Canna, dominanze microbiche e fondati motivi.

Giunti a 12428 OTUs batteriche, e 6970 OTUs fungine, gli indici PD batterici hanno mostrato notevole differenza a seconda della durata pluridecennale del ripristino; con evidente incremento, al crescere della durata dello stato naturale riguadagnato, in stagione di transizione ed in stagione secca. Gli indici PD fungini, invece, differiscono maggiormente in base alla durata del ripristino, prediligendo stagione di transizione e stagione umida. Con incremento franco e prevedibile in quest’ultima.

Anche i valori riscontrati per le OTUs a seconda della durata del ripristino, sono chiari:

  • 40 anni di costante ripristino, corrispondono a 6283 OTUs;
  • 30 anni di costante rispristino, corrispondono a 5939 OTUs;
  • 20 anni di costante rispristino, corrispondono a 5694 OTUs;
  • 10 anni di costante rispristino, corrispondono a 6860 OTUs.

Si evince, dunque, che l’indice di stabilità dell’assemblaggio rizosferico del microbiota, differisca notevolmente nella durata decennale del ripristino; mentre non vi è differenza in periodi superiori a 20 anni.

Batteri e funghi, nel microbiota di Canna: quali, quanti e perché.

Tra le diverse stagioni, gli assemblaggi rizosferici batterici e fungini hanno espresso phyla costanti, pur in variabili proporzioni.

Gli assemblaggi batterici a cavallo delle stagioni vagliate sono composti di:

  • Proteobacteria,
  • Cyanobacteria,
  • Bacteroidetes,
  • Acidobacteria,
  • Nitrospirae,
  • Chloroflexi,
  • Euryarchaeota,
  • Actinobacteria.

Phyla fungini dominanti, invece, sono:

  • Ascomycota,
  • Basidiomycota,
  • Rozellomycota,
  • GSOl,
  • Monoblepharomycota.

Tuttavia, tests di dissimilarità hanno anche evidenziato che assemblaggi batterici e fungini differiscono ad ogni tempo di ripristino dell’ecosistema, in zone umide. Quindi, i ricercatori hanno utilizzato tutti i valori di OTUs per selezionare gli indicatori batterici e fungini, la cui abbondanza variasse significativamente, con i ripristini.

Ebbene, gli indicatori BIs, batterici, superano di 6 ordini di grandezza quelli fungini FIs, nelle quattro zone umide valutate:

  • BIs, 1839, 2319, 1557, 1104;
  • FIs, 233, 448, 163, 324.

Tempo al tempo, ed al ripristino.

Con tempi di mantenimento del ripristino più lunghi, BIs gradualmente crescono, mentre declina la frazione delle specie singole. Eppure, sorprendentemente, in ripristino quarantennale, BIs, come pure la frazione delle specie singole in ripristino decennale, si riscontrano in numero ridotto, rispetto al modello ventennale e trentennale di rispristino in stagione umida.

Tuttavia, FIs rappresentano più dell’80% delle singole specie residenti nelle quattro zone umide considerate e ripristinate; a tempi differenti, inoltre, quali 10 e 20 anni di continuativo recupero delle zone umide, i funghi sono presenti in specie singole; tanto nella stagione secca quanto in quella umida.

Certo, nell’arco delle tre stagioni asiatiche, gli indicatori microbici hanno esibito grandi variazioni; specialmente BIs, con Proteobacteria, Cyanobacteria, Firmicutes e Bacteroidetes come taxa più abbondanti. Per FIs, invece, Ascomycota, predomina nell’assemblaggio rizosferico di Canna.

Stabilità di coesione microbica e durata del ripristino: mai dar fretta alla Natura.

Relazione negativa emerge da altri esiti, per gli indicatori batterici BIs, i quali possiedono indice di stabilità d’assemblaggio R2 = 0.192; diversamente dai fungini FIs, per i quali la relazione è positiva, R2 = 0.264.

Quindi, i networks bipartiti hanno dimostrato che il periodo, intendendone la durata, di ripristino, per i batteri BIs sia strettamente legato alle loro positive risposte di crescita. Essi prediligono e richiedono, dunque, tempi lunghi di rigenerazione ambientale. Con ciò, assurgendo a ideali organismi, che per loro stessa necessità di stabilità, assicurano gli assemblaggi del microbiota in rizosfera.

Di contro, i funghi FIs, si manifestano come singole specie, durante ogni lunghezza di ripristino; e non concorrono dunque propriamente alla stabilità dell’assemblaggio microbico di Canna.

Motivi metabolici, che li fanno così ben assortiti nel microbiota: batteri e funghi.

Dalla consultazione del database eggNOG e FUNGuild, i ricercatori hanno evinto, per combinazione di OTUs in moduli di co-occorrenza, una predizione funzionale dei ceppi salienti, nel sistema rizosferico.

Si scopre, così, che la maggior parte delle OTUs batteriche siano responsabili del trasporto e del metabolismo glucidico, della mobilità cellulare, e del meccanismo di traduzione del segnale.

D’altro canto, le funzioni dei taxa fungini del core del microbiota della Canna, devono annettere patogenicità vegetale e del suolo, parassitismo, saprofitismo su tronchi, foglie, suolo, micorrize arbuscolari ed ectomicorrize. I funghi, dunque, conservano sempre zone d’ombra insondabili.

L’integerrima flessuosità, che farà forti gli ecosistemi. Non solo in zone umide.

Gli assemblaggi microbici, nella rizosfera della Canna lacustre, tendono dunque chiaramente ad una maggiore stabilità, resistendo alle fluttuazioni stagionali; quando il ripristino della zona umida in cui si trovano sia in atto da almeno 20 anni.

Doveroso è altresì considerare che le singole specie, durante il periodo di ripristino, siano continuamente rigenerate, nel microbiota di rizosfera; e quando il periodo di rinaturazione felicemente si allunga, l’organizzazione dell’intera comunità microbica si stabilizza, finchè la proporzione delle specie singole, coerentemente decresce.

Diversamente da noi, dunque, che sin dalla nascita «siamo proprio come le canne al vento [..] siamo canne, e la nostra sorte è il vento», le eponime deleddiane, elasticamente trascorrono evenienti fluttuazioni ed incerti di sopravvivenza, solo per i primi venti anni di ripristino; coi loro svettanti càuli, sferzati dalla minima brezza, ma anche con le recondite loro rizomiche sfere. Resistono, ed elegantemente.

Figura 3 – Franco Zaccagnino, Penelope.
Fonte [Museo Arundiano].

Presto l’intervento e la gestione strategica, sulla scorta di tali dati, del microbiota di rizosfera, dovranno dunque rientrare nel sistema di recupero di molte zone umide, malamente distratte dal collettivo patrimonio ambientale; o rese rimesse di scarico per scellerato smaltire. Di microbiota in microbiota, tra loro inimmaginabilmente comunicanti, la robustezza ecosistemica si estenderà. Ben oltre le zone umide.

E di μῦθοι in ἔπη, dalla moral chiusa di Esopo, «chi non si oppone alle circostanze e alle persone più forti di lui, sta meglio di chi contende con i potenti», si torni pure indietro, fino alla flessuosa lenta opposizione della regal Penelope (figura 3), al suo insonne telaio; lei che ondeggiante salvò sé ed il suo regno; così, a volte basta che una sola canna superi la bufera, per dar sèguito ad un intero mondo.

Fonti

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Ilaria G. Giuliani

Autrice di Microbiologia Italia. In principio, fu la collaborazione di ricerca, in Microbiologia e Tecnologia Alimentare, presso il CNR-ISPA BARI. Poi l'approfondimento in Nutrizione Umana, declinato in consulenze professionali e programmi didattici, di Educazione Alimentare. La divulgazione scientifica, adesso, ha preso il sopravvento. Scrivere, è farsi ascoltare. Meglio.

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