Wood Wide Web: come comunicano le piante?

La rete di interconnessione degli alberi, detta anche Wood Wide Web o Wood Wide Network, è stata scoperta per la prima volta da Suzanne Simard, un’ecologa forestale canadese. L’esperimento è stato pubblicato sulla rivista scientifica Nature nel 1997 e ha dimostrato l’esistenza di un collegamento formato da reti fungine e altri microorganismi per il trasporto di zuccheri, altri nutrienti e informazioni tra diversi alberi, a livello sotterraneo. Questa scoperta ha cambiato la visione delle foreste, composte da alberi che non sono entità a se stanti.

Si tratta sostanzialmente di un’interazione simbiotica di tipo mutualistico: entrambi gli attori, quindi piante e funghi, principalmente, interagendo tra loro traggono entrambi un vantaggio. In particolare, la pianta può ricavare dai funghi dei minerali difficili da assorbire ed usufruire di un efficiente trasporto orizzontale di diverse molecole con le piante vicine, mentre il fungo, che avvolge i suoi “bracci” filamentosi attorno alle radici della pianta, può ricevere gli zuccheri prodotti dalla fotosintesi come fonte energetica. Quest’interazione è chiamata micorriza, che è l'unione dei termini greci “funghi” e “radice”, ed è formata dalle radici degli alberi e dal micelio fungino, ovvero quella parte del fungo simile ad una rete intricata composte da dei filamenti chiamati “ife”. I funghi micorrizici possono essere considerati il partner mutualistico più abbondante per le piante; infatti, oltre l’80% delle radici delle piante terrestri è colonizzata da una rete micorrizica.

La rete micorrizica è composta da funghi, organismi biologici che occupano qualsiasi ambiente, abili a crescere e riprodursi anche in luoghi inospitali. I funghi sono molto versatili a livello metabolico, e ciò consente loro di instaurare relazioni di ogni tipo. Le piante si trovano in contatto sia a livello dei germogli che nelle radici, sia per nutrimento che per difesa. I funghi che compongono la rete micorrizica sono classificati come ectomicorrize ed endomicorrize, che includono le micorrize arbusculari. Per quanto riguarda le ectomicorrize, si tratta di una simbiosi localizzata a livello delle radici degli alberi che si trovano in ambienti caldi, in cui i funghi occupano gli spazi intracellulari e si espandono anche in tutto il terreno. L’endomicorriza, invece, si trova sempre a livello delle radici di alberi di ecosistemi più freddi e i funghi colonizzano l’interno delle cellule e si trovano in ecosistemi più freddi.

La fitta rete fungina permette il trasferimento di un'ampia varietà di composti e segnali tra le piante; questa comunicazione può modificare il comportamento delle piante stesse, come risposta a questi stimoli. Il comportamento nelle piante è espresso come cambiamenti nella morfologia o fisiologia per rispondere agli stimoli esterni. In genere, il carbonio è l’elemento principale che percorre la lunga rete sotterranea, che permette la rigenerazione delle foreste. In base al tipo di simbiosi che si instaura, le molecole che vengono trasportate lungo i filamenti fungini possono cambiare. Infatti, per quanto riguarda l'interazione con le ectomicorrize, si ha un migliore accesso e trasferimento di azoto, rendendo questo tipo di associazione maggior vantaggioso nei sistemi con limitazione dell’elemento azoto.

La comunicazione cambia in base alle molecole trasportate e ai tipi di organismi che partecipano all’interazione. Nel caso di un pericolo, come un attacco parassitario, una pianta può inviare segnali chimici attraverso il micelio per avvertire le piante vicine di attivare i propri meccanismi di difesa. La rete fungina può essere molto utili nel regolare l’apporto di carbonio: nel caso arrivi più carbonio di quanto richiesto dalla rete, l’eccesso può essere direzionato verso una pianta che ne ha bisogno. Situazione simile si può presentare nel caso di zone in cui le piante sono più affollate tra loro, dove si instaura un sistema per cui alcune piante si trovano più in alto e quindi possono usufruire della luce e produrre molti zuccheri, mentre altre piante, più basse, nel sottobosco ombreggiato, possono ricevere il carbonio generato dalle prime.

L’ecologista Suzanne Simard ha inoltre definito, con i suoi esperimenti, la presenza di alberi “hub”, detti anche alberi “madre”. Questi alberi sono i più grandi e anziani, che fungendo da centri di comunicazione della rete, mantengono connessioni con una grandissima quantità di esemplari e specie diverse. In particolare, si “prendono cura” delle piante più giovani e deboli, proprio come una madre, distribuendo loro risorse attraverso la rete micorrizica e trasmettono inoltre segnali di pericolo per avvertire l’intera comunità forestale di un eventuale patogeno o di una carestia.

Gli alberi sono degli organismi evolutisi con un meccanismo di comunicazione e di trasferimento di informazioni molto diverso dal nostro e da quello del mondo animale. Non è presente alcun sistema nervoso, neanche accennato, eppure gli organismi vegetali sono in grado di percepire, in qualche modo “apprendere”, e avere memoria, rispondendo agli stimoli cambiando il proprio stato, sia a livello fisiologico che morfologico. La comunicazione tra le piante non avviene solo a livello sotterraneo tramite la rete micorrizica, ma anche mediante il rilascio di sostanze chimiche ed ormoni nell’aria. In questo modo, un gruppo di organismi vegetali in un dato territorio è in grado di condividere nutrienti e di avvertire la presenza di rischi, come patogeni o siccità, ed è in grado di rispondere al meglio per preservarsi e aiutare a preservare i propri simili.

Il network sotterraneo è soggetto a diverse minacce antropiche. Deforestazione, inquinamento del suolo e cambiamento climatico sono le tre principali cause. Le foreste, come ogni ecosistema, ha un suo equilibrio ecologico, che è garantito dalla presenza e dallo stato di salute degli alberi che lo compongono e dalla rete fungina che li interconnette e occupa il sottosuolo. La distruzione di questi ecosistemi sotterranei può avere effetti devastanti sulle foreste; L’adozione di politiche di gestione forestale deve tener, quindi, conto della presenza della wood wide network. Inoltre, l’approfondimento e la buona gestione di questa rete potrebbe avere degli effetti positivi nell'ambito dell'agricoltura, aumentando la resa delle colture.

La scoperta di questa rete di interconnessione degli alberi ha portato ad un cambiamento nell’approccio di gestione delle foreste e della biodiversità di questi ecosistemi. Considerando la presenza e l’importanza degli alberi “hub”, la loro conservazione diventa fondamentale per la tutela dell’intero ecosistema forestale. Inoltre, il suolo e il sottosuolo acquisiscono ancora maggior rilevanza, e la salvaguardia di questa risorsa diventa fondamentale per garantire la resilienza delle foreste. Infine, nel gestire l’ecosistema forestale, è necessario adottare una visione sistemica e non più considerare gli alberi come singoli individui isolati, ma tener conto della complessità delle interazioni instauratesi, anche a livello sotterraneo.