I funghi come bioindicatori

Chi e' online

Ultime notizie

I piu' letti

Home

I funghi come bioindicatori - ISPRA

Scritto da Bruno de Ruvo

martedì 13 dicembre 2011

Ricevo da un amico micologo la presentazione di un poster che illustra la Conferenze dell'ISPRA e mi permetto, a mia volta di pubblicare affinchè sia raggiunto da un maggior numero di persone.Leggetelo attentamente e seguite le attività dell'Istituto collegandovi al sito dell'ISPRA, CLICCANDO QUI'

I funghi come indicatori dello stato degli ecosistemi forestali

Carmine SINISCALCO (ISPRA), Luca CAMPANA (ISPRA)

I funghi e la salute del complesso pianta-suolo

Risulta piuttosto difficile utilizzare i valori forniti dai parametri microbiologici e micologici poiché i microrganismi del suolo e i funghi della lettiera reagiscono molto rapidamente anche a variazioni stagionali e si adattano alle diverse necessità ambientali. Perciò diventa problematico distinguere fluttuazioni naturali da alterazioni causate da attività antropiche, specialmente quando il dato viene determinato sprovvisto di controllo, come nei sistemi naturali.
Diversi autori hanno proposto soluzioni per questo problema. Brookes, ad esempio, afferma che nessun parametro può essere utilizzato da solo, bensì unitamente ad altri parametri correlati in modo da creare un "controllo interno", es. carbonio della biomassa microbica e carbonio organico totale del suolo. Quando i suoli presentano variazioni significative rispetto a ciò che è considerato il valore normale (C biomassa / C organico totale del suolo) in un particolare sistema di gestione del suolo, clima e tipo di suolo. Tale valore diventa un indicatore del cambiamento nelle funzioni dell'ecosistema suolo: c'è infatti una relazione quasi lineare tra queste due variabili, anche se si possono trovare rilevanti discrepanze tra suoli con diverse caratteristiche fisiche o suoli gestiti in modo diverso.
Molti studi sono stati condotti circa la possibilità di utilizzare i parametri microbiologici e biochimici del suolo per caratterizzare la diversità microbica sia in termini genetici che funzionali. Innanzi tutto, viene definita la presenza di vita microbica nel suolo ed il suo ordine di grandezza; quindi, è di fondamentale importanza capire quanto la popolazione vivente sia attiva e quali funzioni svolga; infine, sarà importante caratterizzare la struttura della comunità microbica e di quella micologica, e le relazioni che esse instaurano con la pianta.
Metodologie microbiologiche e biochimiche acclarate sono ormai in grado di fornire le indicazioni sopra descritte..................................

Recentemente Bloem et al. hanno proposto di classificare i metodi in quattro gruppi a seconda del tipo di informazione che riescono a dare:
a)    Biomassa e carica microbica del suolo - includono tutti i metodi capaci di definire il peso ed il numero dei microrganismi del suolo, sia come carica totale che come gruppi fisiologici o nutrizionali, come ad esempio la conta su piastra, la microscopia colorimetrica, metodi biochimici in grado di fornire informazioni sulle popolazioni attive. A questi, va associato lo studio delle micorrize legato alla mappatura e al censimento dei corpi fruttiferi dei macromiceti.
b)    Attività microbica nel suolo - abbraccia tutti i metodi biochimici dando informazioni sui processi metabolici della comunità microbica, sia nella sua totalità che in gruppi funzionali. I metodi biochimici si possono dividere in due sottogruppi: il primo include i metodi che contano le popolazioni attive nella loro totalità e, a seconda del risultato e del tipo di informazione che forniscono, rientrano nel primo gruppo di metodi menzionati in precedenza riguardanti peso e numero. Il secondo sottogruppo contiene metodi capaci di definire l'attività attuale e l'attività potenziale di singoli organismi o gruppi metabolici ecc., ad esempio test respirometrici, azoto mineralizzabile ecc. Inoltre ci sono altre metodologie in grado di stabilire persino l'attività potenziale massima raggiungibile con, ad esempio, substrati specifici [56].
c)    Diversità microbica del suolo e struttura della comunità - include tra i più aggiornati metodi di acquisizione di dati ecologici e molecolari. Per tradizione le analisi della comunità microbica del suolo sono state effettuate con tecniche colturali, tuttavia solo una piccola frazione (<1%) della comunità microbica del suolo è stata caratterizzata con questo approccio. Sono attualmente disponibili diversi metodi per lo studio delle comunità microbiche del suolo. L'uso di tecniche molecolari per lo studio delle comunità microbiche e dei miceti del suolo continua a fornire nuove conoscenze sulla distribuzione e sulla diversità degli organismi negli habitat del suolo. Tra questi metodi i più utili sono quelli nei quali piccole subunità di geni per l'rRNA sono amplificate dagli acidi nucleici estratti dal suolo. Con queste tecniche è possibile caratterizzare e studiare i microrganismi del suolo che attualmente non si possono coltivare. I geni ribosomali microbici possono essere individuati direttamente da campioni di suolo e sequenziati. Queste sequenze possono quindi essere confrontate con quelle di altri microrganismi noti. Inoltre si possono costruire sonde oligonucleotidiche, specifiche per taxa o gruppi a partire proprio da queste sequenze, rendendo possibile la visualizzazione dei microrganismi del suolo direttamente nel loro habitat.
d)    Interazioni pianta-microrganismi - si fonda sul principio che la rizosfera viene riconosciuta come zona di influenza di tutte le radici sui biota e sul suolo circostante. Molti degli studi danno una descrizione ecofisiologica della regione, con particolare enfasi per quanto riguarda l'influenza dei nutrienti sulle piante, comprendente anche quella mediata da simbionti (ecto- ed endomicorrizici) e da microrganismi liberi, e per gli efflussi della fotosintesi come i prodotti della deposizione rizosferica per fornire i substrati per i biota associati.
In conclusione, gli indicatori biologici del suolo sono uno strumento di grande efficacia per qualificare il suolo nelle sue funzioni legate alla nutrizione delle piante, ma anche nell'espressione dello stato di salute complessivo degli ecosistemi legati al suolo. Essi rappresentano uno strumento sintetico e relativamente economico per la rappresentazione di un sistema complesso come il suolo, delle sue molteplici funzioni che spaziano dalla nutrizione delle piante, alla conservazione della fertilità, alla degradazione e filtro delle sostanze xenobiotiche ed indesiderate ecc.
Inoltre attraverso l'uso degli indicatori biologici del suolo è possibile effettuare misure di valutazione di impatto ambientale, valutazione ambientale strategica, valutazione sull'efficacia di trattamenti di recupero, indicazioni sulla velocità di recupero delle funzioni di un sito sulla sua potenziale resilienza e resistenza a pressioni antropiche e naturali

I funghi come indicatori di futuri processi di degrado

Si tratta di specie che, nutrendosi dei prodotti di scarto di altre specie fungine con funzione di degradatori primari, indicano con la presenza dei loro basidiomi un'alterazione dell'ecosistema che percepiremo solo dopo molto tempo, cioè quando fruttificheranno i degradatori primari che hanno un ciclo molto lungo. Per caratteristiche legate al loro ciclo biologico, hanno questa funzione indicatrice alcune specie del genere Mycena (Pers.) Roussel: Mycena rosea (Schumac.) Gramberg; Mycena pura (Pers.) P. Kumm.; Mycena pelianthina (Fr.) Quèl.; Mycena galericulata (Scop.) Gray; Prunulus niveipes Murril [Sin. Mycena niveipes (Murrill) Murrill]; Mycena polygramma (Bull.) Gray; Mycena amicta (Fr.) Quèl.; Mycena flavoalba (Fr.) Quèl.
La Mycena rosea è risultata essere un ottimo indicatore di attività di degrado dovute ad agenti fungini primari.

I funghi come indicatori di processi di degrado già in corso

Alcune specie fungine, con la semplice presenza e quantità dei propri basidiomi, indicano uno squilibrio ecosistemico in corso e possono predire con un certo anticipo forme di degrado altrimenti rilevabili. Una specie fungina presente sui resti legnosi e indicatrice di notevoli quantità di sostanze azotate nella lettiera è ad esempio Megacollybia platyphylla (Pers.) Kotl. & Pouzar che, per la caratteristica intrinseca di agire su superfici molto vaste con i propri cordoni miceliari e di produrre i basidiomi direttamente su questi ultimi, è da considerarsi un buon indicatore di processi di degrado boschivo già in corso.
In questi casi, la vasta gamma genetica e funzionale delle specie fungine fornisce una lista numerosa di specie indicatrici di una grossa sofferenza degli ecosistemi dovuta ad eccessi di biomassa morta (necromassa). Citiamo tra le altre Cerrena unicolor (Bull.) Murril, Coriolopsis gallica (Fr.) Ryvarden e Trametes trogii Berk., che preannunciano con i propri sporofori l'ingresso nella catena trofica di Megacollybia platyphylla.
Anche Clitocybe phaeophthalma (Pers.) Kuyper è una specie indicatrice di eccessiva quantità di sostanze azotate nella lettiera, ma a differenza di Megacollybia platyphylla ha un'azione puntiforme, per cui la sua presenza va valutata ogni volta sul posto a seconda dei casi. Ad esempio, un accumulo di lettiera in una località con ristagno idrico e bassa ventilazione, correlato ad un certo numero di basidiomi di C. phaeophtalma, potrebbe indicare un processo di deperimento in corso delle piante nell'area circoscritta dai basidiomi, in quanto l'eccesso di biomassa morta inibisce i processi di riciclo legati ad altre specie di funghi.
Altre specie dei gasteromiceti epigei, appartenenti a diverse famiglie (Phallaceae Corda, Lycoperdaceae Corda, Clathraceae E. Fisch.) sono indicatrici di processi di degrado già in corso: ad esempio, Mutinus caninus (Huds.) Fr., Lycoperdon pyriforme Schaeff., Clathrus ruber P. Micheli ex Pers..

I funghi micorrizici come indicatori della qualità e della salute de complesso pianta-suolo

Nelle simbiosi micorriziche gli scambi nutrizionali manifestano il loro effetto positivo sul metabolismo di entrambi i partner. L'efficienza di tali associazioni varia secondo una serie di interazioni dinamiche che coinvolgono non solo la pianta e il fungo, ma anche i fattori ambientali e pedologici e rapporti che si stabiliscono fra queste variabili.
Per queste ragioni, i funghi micorrizici possono essere utilizzati come indicatori della qualità del suolo perchè svolgono delle funzioni chiave e quindi l'individuazione di marcatori metabolici monitorabili con facilità rende possibile l'osservazione e la valutazione dei cambiamenti che possono intervenire nella funzionalità dell'ambiente suolo.
A tal proposito, un buon esempio è rappresentato dalla glomalina, una glicoproteina idrofobica prodotta dai funghi micorrizici arbuscolari (AM), simbionti pressochè ubiquitari delle radici delle maggior parte delle piante terrestri, che si accumula nel suolo sotto forma di una sostanza proteica denominata “Glomalin Related Soil Protein” (GRSP). La GRSP è un marcatore, facilmente misurabile, dell'attività di medio-lungo periodo dei funghi AM. Tale marcatore è stato dimostrato essere sensibile non solo ai cambiamenti ambientali come l'aumento di CO2 atmosferica e a
diversi sistemi di uso e gestione del suolo, ma è anche risultato essere ottimamente correlato con la stabilità degli aggregati di particelle del suolo, importante parametro di funzionalitè del suolo stesso.

I funghi micorrizici come indicatori degli aspetti fitopatologici

Per quanto riguarda gli aspetti strettamente patologici, le ectomicorrize, oltre a costituire una barriera fisica alla penetrazione di parassiti nell'apice e a modificare qualitativamente e quantitativamente i metaboliti vegetali emessi nella rizosfera, generalmente producono anche dei composti antibiotici che rappresentano una barriera tossica nei confronti di molti microrganismi del terreno. La conoscenza di questi prodotti del metabolismo micorrizogeno e dei loro meccanismi d'azione garantiscono per il futuro numerose chiavi di bioindicazione tenuto conto che l'apparato radicale di una pianta forestale adulta, normalmente, può essere micorrizata contemporaneamente da 30 a 50 specie fungine diverse; ciascuna in grado di esprimere al meglio le proprie potenzialità soltanto in determinate condizioni ecologiche, fenologiche, pedologiche, microclimatiche.

Queste nuove risorse nelle bioindicazione permettono di affermare con certezza che micorrize in piena attività con produzione di corpi fruttiferi permettono di monitorare anche i loro benefici effetti sulle piante ospiti per cui, ad esempio, Rhizopogon vinicolor A.H Sm. conferisce maggiore resistenza alla siccità a plantule di Pseudotsuga menziesii (Mirbel.) Franco, mentre Laccaria laccata (Scop.) Cooke mostra maggiore resilienza rispetto ad Hebeloma crustuliniforme (Bull.) Quèl. mantenendosi vitale molto più a lungo sulle radici delle stesse plantule tagliate. Hebeloma crustuliniforme mostra una maggiore efficacia nel mobilizzare azoto da sostanze proteiche in Betula pendula Roth rispetto ad Amanita muscaria (L.) Lam. e a Paxillus involutus (Batsch) Fr..

Le comunità micorriziche presentano una grande complessità e l'elevato numero di fattori diversi influenza in vario modo le loro dinamiche di azione per cui non è possibile parlare di un singolo effetto micorrizico, ma di più effetti associati. Come esempio, si può citare una sindrome molto complessa che viene riportata con il termine generico di “deperimento”. Negli ultimi anni esso viene interpretato e valutato con criteri diversi grazie agli studi compiuti sulle comunità micorriziche. Molte ricerche hanno dimostrato che le radici assorbenti di alberi deperenti spesso mostrano significative variazioni nella composizione della comunità micorrizica. Spesso i sintomi di deperimento sono stati osservati con maggiore intensità in condizioni di prolungata carenza idrica o di salinità dell'acqua di falda, dimostrando che tali fattori ambientali possano più di altri assumere un ruolo importante nel predisporre il deperimento dei genotipi vegetali meno resistenti.In questi casi è stato osservato che la frequenza di alcune ectomicorrize è associata alla salute delle piante dimostrando la possibilità di caratterizzare anche a livello preventivo la presenza e l'intensità del deperimento mediante parametri ipogei oggettivi. È stato dimostrato, infatti, che l'albero deperisce gradualmente perdendo progressivamente la capacità di selezionare i simbionti micorrizici più efficienti, lasciando che essi vengano sostituiti da altri più adatti alle mutate condizioni ambientali.
La frequenza relativa della comunità delle ectomicorrize più frequenti varia significativamente tra le piante sane e quelle poco e/o molto deperenti permettendo di identificare tale comunità come un valido bioindicatore della presenza e del grado di deperimento.

GRAZIE