I nitrati alterano il profumo dei fiori

L’inquinamento atmosferico modifica il profumo dei fiori. Nelle aree urbane, la mancata percezione del loro profumo, da parte degli insetti, porta a una riduzione dell’impollinazione del 70%. A scoprirlo è stato un team di ricercatori dell’Università di Washington, negli Stati Uniti. I responsabili sono i nitrati che alterano il profumo dei fiori. La ricerca, pubblicata sulla rivista scientifica Science, ha analizzato gli effetti dell’inquinamento sull’impollinazione di Oenothera pallida da parte delle falene. Questa pianta erbacea fa parte della famiglia delle Onagraceae, i cui fiori si aprono di notte. Per questo sono comunemente dette Primule della sera. Sono molto diffuse in America ma si trovano anche in Italia, in particolare sull’ Appennino settentrionale.

Primula della sera (Oenothera pallida). I nitrati alterano  il profumo dei fiori di questa pianta.
Figura 1 – Primula della sera (Oenothera pallida). I nitrati alterano il profumo dei fiori di questa pianta.[pixabay.com]

I nitrati presenti nell’aria alterano il profumo dei fiori

Lo ione nitrato (NO3) presente nell’aria induce la degradazione chimica delle sostanze profumate rilasciate dai fiori. In questo modo, gli impollinatori notturni non riescono più a rilevare l’odore e a individuare i fiori. Questo fenomeno porta ad un calo medio del 70% di visite da parte degli insetti impollinatori. Di conseguenza diminuisce anche la capacità di riproduzione dei fiori. Gli esperimenti, condotti sia in laboratorio che sul campo, hanno permesso di capire che questa reazione chimica avviene nelle ore notturne e soprattutto nelle aree più inquinate.

L’inquinamento atmosferico altera il profumo dei fiori: i nitrati sono un esempio inquinante sensoriale

Lo ione nitrato (NO3) è un radicale dell’azoto presente in concentrazioni elevate nell’aria inquinata. Deriva dalla combustione ad alte temperature, come quella che si verifica nei motori degli autoveicoli e nelle centrali elettriche. Le alte temperature, infatti, scatenano una reazione chimica fra azoto atmosferico e ossigeno che porta alla formazione di ossidi di azoto (tra i quali il monossido di azoto – NO). Diversi ossidi di azoto reagiscono tra loro producendo, tra gli altri composti chimici, anche NO3. Poiché i radicali per loro natura sono molto reattivi, reagiscono con gran parte dei composti organici ed inorganici presenti nell’ambiente. Lo ione NO3 reagisce soprattutto di notte.

Cosa sono gli inquinanti sensoriali?

Gli inquinanti sensoriali sono tutti i fattori che colpiscono i sistemi sensoriali degli organismi viventi. Tra questi ci sono il rumore, le vibrazioni, l’illuminazione artificiale e gli inquinanti chimici. Cosa hanno in comune? Possono modificare il comportamento degli organismi introducendo nuovi stimoli o alterando quelli naturali.

Lo ione nitrato reagisce con i monoterpeni del profumo dei fiori

I ricercatori hanno raccolto campioni di profumo dai fiori di Oenothera pallida per poi analizzarli in laboratorio. In questo modo hanno identificato le singole sostanze chimiche che ne compongono il profumo. Ogni fiore, infatti, ha un suo profumo che possiamo definire come un’impronta digitale odorosa.

Con la spettrometria di massa, poi, hanno osservato come ognuna di queste sostanze chimiche reagiva con NO3. Alcune di esse sono quasi eliminate. In particolare, la reazione con lo ione nitrato riduce i livelli di composti aromatici monoterpenici – le sostanze che attraggono di più le falene.

monoterpeni sono molecole di origine organica, appartenenti alla famiglia dei terpeni. Sono sostanze molto volatili e sono i principali responsabili dell’odore delle foglie e dei fiori.

Le falene rilevano l’odore dei monoterpeni a chilometri di distanza

Secondo questa ricerca, specie diverse di falene rilevano l’odore dei monoterpeni a chilometri di distanza. Questa ipotesi è stata confermata usando una galleria del vento abbinata ad un sistema di rilascio degli odori controllato da computer. Nell’esperimento sono state impiegate due specie di falene: la sfinge dalla linea bianca (Hyles lineata) e la falena del tabacco (Manduca sexta). Infatti, il profumo di Oenothera pallida richiama entrambe le specie.

La falena del tabacco (Manduca sexta). I nitrati alterano  il profumo dei fiori che non viene più rilevato da questa falena.
Figura 2 – La falena del tabacco (Manduca sexta). I nitrati alterano il profumo dei fiori che non è più rilevato da questa specie di falena. [Fonte: wikipedia.org]

Se il profumo è rilasciato insieme all’ NO3, la falena del tabacco vola verso la sua fonte solo nella metà dei casi. Al contrario, la sfinge dalla linea bianca non riesce proprio a localizzarne la fonte.

In seguito, ulteriori esperimenti condotti in ambiente naturale hanno confermato questi risultati. Le falene visitano un fiore finto, a cui è stato aggiunto il profumo inalterato, con la stessa frequenza di uno vero. Tuttavia, trattando il profumo con NO3 prima del rilascio sul fiore finto le visite diminuiscono fino al 70%.

La degradazione del profumo è maggiore di notte. Secondo i ricercatori questa differenza è dovuta all’assenza della luce solare che di giorno, invece, degrada l’NO3.

L’inquinamento antropico potrebbe mettere a rischio l’impollinazione

Esistono anche fonti naturali di NO3 come gli incendi e i fulmini. Alcune regioni sono particolarmente ricche di questa sostanza a causa delle loro caratteristiche geologiche. In ogni caso, l’attività umana sta producendo grandi quantità di NO3 ovunque. L’inquinamento antropico da nitrati altera il profumo dei fiori mettendo a serio rischio l’impollinazione a livello globale.

Questo studio vuole essere un punto di partenza per indagare come gli inquinanti atmosferici incidono sulle interazioni pianta-impollinatori e per capirne i meccanismi alla base. È importante conoscere le conseguenze dell’inquinamento antropico sugli insetti impollinatori perché da questi dipende il futuro dell’agricoltura.

Bibliografia:

  • J. K. Chan, S. Parasurama, R. Atlas, R. Xu, U. A. Jongebloed, B. Alexander, J. M. Langenhan, J. A. Thornton and J. A. Riffell. Olfaction in the Anthropocene: NO3 negatively affects floral scent and nocturnal pollination. Science. 8 Feb 2024. Vol 383, Issue 6683. pp. 607-611..DOI: 10.1126/science.adi0858

Crediti immagini:

  • Immagine in evidenza: pixabay.com/it/photos/primula-senza-stelo-primula-vulgaris-49782/
  • Figura 1 : pixabay.com/it/photos/primula-presagio-di-primavera-fiore-1284672/
  • Figura 2: wikipedia.org/wiki/Manduca_sexta#/media/File:Manduca_sexta_MHNT_CUT_2010_0_104_Caranavi,_La_Paz_Bolivia_male_dorsal.jpg
Foto dell'autore

Elisabetta Cretella

Elisabetta Cretella Dopo la laurea magistrale in Genetica e Biologia molecolare conseguita presso l'Università degli Studi di Roma La Sapienza e l'abilitazione alla professione di biologo, si appassiona alla divulgazione scientifica. Consegue il Master in Giornalismo e Comunicazione istituzionale della Scienza presso l'Università degli studi di Ferrara e inizia a scrivere per il webmagazine 'Agenda17' del Laboratorio DOS (Design of Science) dell'Università di Ferrara. Intanto intraprende la strada dell'insegnamento. Ad oggi è docente di Matematica e Scienze presso le Scuole Secondarie di primo grado e di Scienze naturali alle Scuole Secondarie di secondo grado. Nel suo curriculum c'è anche un tirocinio svolto in un laboratorio di ricerca dell'Istituto di Biologia e Patologia molecolare del Consiglio Nazionale delle Ricerche (IBPM-CNR) e due pubblicazioni su riviste scientifiche peer reviewed.

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