Il Centro Regionale per la Biodiversità Vegetale (CBV) si trova a Chiusa di Pesio (CN) nel cuore delle Aree protette delle Alpi Marittime. Tra i suoi obiettivi vi sono la conservazione della ricchezza botanica piemontese, il censimento e monitoraggio scientifico delle specie vegetali, l'approfondimento e l'aggiornamento delle conoscenze floristiche relative all'intero territorio di competenza. Il Centro è intitolato a Émile Burnat, botanico svizzero che lavorò al Conservatoire et Jardin botaniques di Ginevra ed è ricordato per le sue indagini sulla flora delle Alpi Marittime.

Tra le dotazioni del Centro, vi sono una biblioteca botanica, un erbario e una banca dati floristico-vegetazionale con circa 70.000 dati. Ma i "fiori all'occhiello" (è il caso di dirlo parlando di botanica!) sono il giardino fitoalimurgico "Oreste Mattirolo", uno speciale "orto" suddiviso in aiuole tematiche, in cui sono ospitate oltre 80 specie vegetali (la fitoalimurgia è lo studio dell'uso delle specie vegetali a scopo alimentare) e la Banca del Germoplasma vegetale della flora autoctona, ove sono conservati in celle climatizzate i semi della flora spontanea rara, minacciata o di particolare interesse scientifico o economico.

La trasmissione di malattie infettive tra specie vegetali diverse

Dal 2010 il Centro Regionale di Biodiversità Vegetale di Chiusa Pesio, grazie alla collaborazione con alcune importanti Università americane (Virginia University, University of Maryland e Amhest College) ha intrapreso degli studi per approfondire modalità ed effetti della trasmissione di malattie infettive tra specie vegetali diverse, a partire da un piccolo fiore, endemico delle Alpi occidentali e molto diffuso in Valle Pesio, il Dianthus pavonius Tausch,un garofanino di montagna che fiorisce in estate ad altitudini comprese fra i 1200 e i 2500 metri s.l.m.

I ricercatori stanno analizzando le interazioni esistenti tra il garofanino e un fungo parassita della pianta che ne provoca la sterilità, sostituendo le sue spore violacee ai granuli di polline del fiore e impedendo, di fatto, la fecondazione dei garofani e la successiva produzione di semi.

Il fungo patogeno, responsabile della malattia detta del "carbone delle antere" (genere Microbotryum), colpisce principalmente piante della Famiglia delle Caryophyllaceae, ma le indagini condotte negli anni scorsi su campioni di erbario provenienti dai vari continenti hanno evidenziato che questo parassita è in grado di infettare ben 114 diverse specie appartenenti a questa famiglia. Nei dieci anni di collaborazione tra il CBV e le università americane sono stati sviluppati due diversi studi: il primo ha riguardato l'analisi della distribuzione della malattia e delle piante ospiti nelle valli alpine, il secondo le diverse modalità di trasmissione (aerea o mediante vettori come gli insetti impollinatori).

Si può affermare che le malattie a trasmissione sessuale influenzano la distribuzione dell'ospite (il garofanino in questo caso) e quindi la sua presenza in un certo territorio ma anche che la presenza, seppur massiccia, di una malattia venerea non conduce necessariamente all'estinzione della specie ospite. E' importante continuare a svolgere studi demografici sul campo, utili a descrivere nuove vie di trasmissione del patogeno.

Quali utilità e ricadute sul Covid-19? 

La malattia del carbone delle antere è una patologia venerea, a trasmissione sessuale, che sterilizza la pianta ospite perchè converte i granuli di polline del fiore in spore del fungo. In questo modo il garofano non è più in grado di produrre nè frutti nè semi. Questo genere di infezione viene tecnicamente definita dagli specialisti come "frequenza-dipendente", perché la sua diffusione è in rapporto alla frequenza di "incontri intimi " che si verificano tra ospite e patogeno.

Nel caso del Covid-19, invece, la malattia non si trasmette con i rapporti sessuali ma a seguito di contatti anche non troppo ravvicinati tra le persone e, per questo, ha una diffusione definita come "densità-dipendente"; infatti, isolando le persone (abbassando cioè la densità di popolazione), si riduce la probabilità di diffusione del contagio.

Nei prossimi anni è probabile che la ricerca prosegua focalizzando l'attenzione sulla variazione della resistenza a nuove malattie "sconosciute" da parte delle piante ospiti, rispetto a quelle "endemiche" con cui già si rapportano. In questo senso, potrebbero emergere dei punti di contatto con l'attuale comportamento della pandemia da Covid-19, ma questa è solo un'ipotesi, ancora tutta da dimostrare.

L'importanza degli erbari

Che cosa sono gli erbari? Sono collezioni di campioni di piante opportunamente determinate (cioè identificate), pressate, essiccate e poi fissate su fogli di carta bianca, a loro volta racchiusi entro appositi raccoglitori. Ogni campione dell'erbario è dotato di un cartellino identificativo della specie, con data e luogo in cui è stato raccolto e nome del suo raccoglitore e/o identificatore.

Secondo lo Steer Herbarium del Giardino Botanico di New York, gli erbari censiti nel mondo sono più di 3000 e raccolgono 273 milioni di esemplari botanici; in Italia ne esistono circa 120 con oltre 9 milioni di campioni di piante.

Nel caso degli studi citati, l'osservazione dei campioni di garofani degli erbari, può rivelare la presenza della malattia fungina su alcuni di essi (i fiori appaiono "sporcati" dalla polvere violacea prodotta dalle spore del fungo, come si vede nella foto di questo articolo) e dunque consentire ai ricercatori di raccogliere importanti informazioni sulla provenienza geografica di quel campione, sull'anno di raccolta e sulla specie infettata.

Negli ultimi anni, con l'avvento e la diffusione globale della tecnologia (pensiamo alle foto che ognuno di noi può scattare con il cellulare e condividere con altre persone) ai dati ritrovati nelle collezioni d'erbario si sono aggiunti anche quelli raccolti direttamente sul campo dai cittadini. Con iniziative di citizen science, scaricando una semplice app sullo smartphone, è infatti possibile partecipare a progetti di ricerca e contribuire così a mappare con precisione la presenza di malattie infettive .

Mai come oggi, dunque, è possibile disporre di una mole sostanziosa di informazioni, in grado di confrontare la distribuzione di una pianta o di una malattia infettiva, e la sovrapposizione di dati storici, come quelli degli erbari, con quelli raccolti in tempo reale rappresenta un' importante evoluzione dei modelli di studio di fenomeni di difficile comprensione, anche per la gestione strategica delle emergenze di carattere sanitario, in qualunque contesto.

* Valentina Carasso è Referente scientifica per la parte italiana delle attività di ricerca condotte dal team americano. Lavora inoltre da diversi anni come consulente scientifico nelle azioni di conservazione ex situ promosse dal Centro Regionale Biodiversità Vegetale

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Per approfondimenti bibliografici

Bruns E.L., Antonovics J., Carasso V., Hood M., 2017. Transmission and temporal dynamics of anther-smut disease ( Microbotryum ) on alpine carnation ( Dianthus pavonius ). Journal of Ecology, 105(5): 1413-1424. doi: 10.1111/1365-2745.12751 .

Bruns E.L., Antonovics J., Hood M., 2018. Is there a disease-free halo at species range limits? The co-distribution of anther-smut disease and its host species. Journal of Ecology, 107:1-11. doi: 10.1111/1365-2745.13009.

Bruns E.L., Miller J., Hood M.E., Carasso V., Antonovics J., 2018. The role of infectious disease in the evolution of females: evidence from anther-smut disease ( Microbotryum ) on a gynodioecious carnation ( Dianthus pavonius ). Evolution , 73(3): 497-510. doi: 10.1111/evo.13.640 .