Menu
Mostra menu
SCIENZE
LA VITA DEI SEMI
17/08/2021

di Beti Piotto [Accademia Italiana Scienze Forestali S.C.]


Dalla necessità di proteggerli nascono le “Banche dei semi”, diffuse in tutto il mondo e fondamentali per tutelare la biodiversità

FOTO A - Illustrazione B. Piotto

Ogni pianta originata da seme non solo racchiude la storia evolutiva della propria specie, ma è anche predisposta a eventuali mutamenti interni che si evidenzieranno nel futuro. Insieme alle cosiddette “piante della risurrezione”, la maggior parte dei semi ha una capacità fisiologica unica: quella di sopportare una disidratazione estrema che consente di resistere a condizioni avverse senza perdere vitalità. Quando sono vicini al completamento della maturazione fisiologica, i semi arrivano progressivamente a perdere tra il 90 e il 95% della loro umidità e, fatto fondamentale, riducono quasi totalmente il metabolismo. Per mantenersi “vivi”, devono subire numerose, complesse ed indispensabili trasformazioni il cui fine è mantenere la funzionalità futura delle cellule e creare meccanismi capaci di “ripararle” qualora avvenissero danni. Alcuni dei numerosi passaggi associati alla riduzione del metabolismo riguardano il raggiungimento di un buon livello di sostanze antiossidanti protettive, l’elaborazione di specifiche proteine per la difesa delle membrane cellulari, responsabili degli scambi tra le cellule, e la preparazione dei meccanismi di riparazione dei tessuti necessari al momento della germinazione.

Questi processi rendono possibile la sopravvivenza dei semi per lunghi periodi, in attesa del momento opportuno per germinare. I semi che si comportano in questo modo, e sono la maggioranza, sono chiamati ortodossi. Il 10% circa delle 7.000 specie di cui si conosce l’attitudine alla conservazione presenta invece semi incapaci di vivere a lungo, che sono chiamati recalcitranti. Sono generalmente grossi, con elevato contenuto di umidità (40% circa), quasi sempre appartenenti a specie tropicali. Se perdono umidità muoiono, ma se mantengono quella iniziale tendono a germinare in tempi brevi. Non mancano semi recalcitranti nelle aree temperate: quelli di castagni e querce non si possono conservare a lungo, e quindi la loro tutela non può che avvenire attraverso la difesa degli habitat dove vegetano e la costituzione di arboreti. Nell’evoluzione, la tolleranza alla disidratazione e la capacità di spegnere i processi metabolici sono state determinanti per la colonizzazione di nuovi territori da parte delle piante che, grazie a semi così ben preparati a resistere, potevano superare stagioni sfavorevoli. Queste caratteristiche sono state sfruttate sin dal Neolitico: i primi agricoltori conservavano sia i semi destinati all’alimentazione sia quelli riservati alle semine successive in strutture fresche e arieggiate, come risulta dagli studi condotti da Kuijta e Finlayson (2009) nella Valle del Giordano.

Dopo la germinazione, le piante non sono più in grado di sopravvivere a una disidratazione spinta, ad eccezione delle “piante della risurrezione” (la più nota a noi è la rosa di Jericho, Anastatica hierochuntica L.) che possono perdere quasi completamente l’acqua dei tessuti e sopravvivere a condizioni di siccità estrema, "resuscitando" velocemente se inumidite o irrigate.

FOTO C -(Foto NASA, public domain)SEMI VITALI DOPO MIGLIAIA DI ANNI

I semi, per la loro capacità di conservarsi a lungo, consentono uno sguardo a tempi molto lontani. Nel 2007 vicino al fiume Kolyma, i ghiacci della Siberia hanno restituito semi vitali di una specie erbacea tipica delle zone artiche, Silene stenophylla, di cui sono presenti in Italia numerose specie dello stesso genere. I semi sono stati trovati a 38 metri di profondità nelle tane di scoiattoli che da quelle parti vivevano migliaia di anni fa. La datazione scientifica attesta che i semi erano lì da 32.000 anni. Dopo così tanto tempo, grazie alla collaborazione tra due istituti di ricerca dell’Accademia russa delle scienze, sono state ottenute piantine da coltura in vitro perfettamente normali che hanno fiorito e, a loro volta, prodotto semi. Lo studio ha contribuito a capire sia i meccanismi di resistenza al freddo, sia la funzione dello stesso come elemento protettore.

Dal 2005, grazie al lavoro congiunto di ricercatori di diverse istituzioni israeliane, sono stati messi a germinare semi di palma da dattero (Phoenix dactylifera) di 2.000 anni fa ritrovati nel sito archeologico di Masada ed in altre località. Le condizioni asciutte dell’area hanno contribuito alla longevità del materiale. La caratterizzazione molecolare ha dimostrato una forte variazione genetica rispetto alle cultivar di datteri presenti attualmente in Israele. Le piante ottenute rappresentano quindi una popolazione estinta di palme da dattero che può fornire materiale genetico per migliorare le attuali varietà coltivate. Dulcis in fundo: l’11 settembre 2020 a Gerusalemme sono stati simbolicamente offerti a Dio i primi frutti ottenuti da piante figlie dei semi bimillenari.

NELLO SPAZIO VERSO IL FUTURO

Dai primi anni del terzo millennio diverse ricerche sono state condotte grazie alla Stazione Spaziale Internazionale. Interessanti risultati hanno fornito gli studi condotti su semi di Ipomoea violacea (una rampicante molto diffusa) e di altre specie come tabacco e Arabidopsis thaliana che sono stati esposti ad altissimi livelli di luce UV (circa 6 milioni di volte la dose tipicamente utilizzata per sterilizzare l'acqua potabile) e a radiazioni cosmiche per 558 giorni all’esterno della Stazione. Ritornati a Terra gli unici semi capaci di germinare sono stati quelli di ipomea: i suoi tegumenti costituiscono un rivestimento altamente protettivo grazie all’elevata presenza di flavonoidi (composti normalmente presenti nel vino e nel tè) che agiscono come un filtro solare.