Approfondire la straordinaria coltivazione di funghi delle formiche
Le formiche tagliafoglie offrono un affascinante parallelismo con gli agricoltori umani. Mentre gli esseri umani praticano la domesticazione delle colture da migliaia di anni, queste formiche raccolgono la vegetazione per coltivare funghi già da milioni di anni. L’agricoltura umana è sempre più minacciata dal rapido cambiamento del clima globale. Eppure, le formiche tagliafoglie hanno coltivato con successo colture fungine dal Texas all’Argentina, in condizioni di piovosità e temperatura estremamente variabili. «È affascinante notare che i loro sistemi di coltivazione hanno resistito per milioni di anni in habitat diversi, il che implica che hanno raggiunto la resilienza ai cambiamenti climatici. La mia ricerca tenta di esplorare i meccanismi che permettono questa resilienza», spiega Jonathan Shik, professore associato presso il Dipartimento di Biologia dell’Università di Copenhagen e coordinatore del progetto ELEVATE. Nell’ambito del progetto ELEVATE, finanziato dal Consiglio europeo della ricerca, Shik e il suo team hanno studiato le formiche tagliafoglie per cercare di far luce sui loro processi di coltivazione e sui principi evolutivi generali che regolano la domesticazione delle colture. «Questa ricerca mirava a comprendere le dinamiche coevolutive che hanno permesso alle formiche di sviluppare sofisticati sistemi di coltivazione con un simbionte fungino», spiega Shik.
Approfondire l’agricoltura delle formiche nella foresta pluviale e in laboratorio
Come ogni agricoltore di successo, le formiche tagliafoglie devono fertilizzare il loro raccolto con le miscele specifiche di sostanze nutritive di cui ha bisogno per prosperare. Gli agricoltori umani usano concimi inorganici, mentre le formiche tagliafoglie vanno alla ricerca di frammenti di vegetazione fresca che trasformano in pacciame nutriente e piantano nel loro orto di funghi. «Come fanno queste formiche a “sapere” di quali nutrienti specifici ha bisogno la loro coltura fungina? Quali sono le sue esigenze nutrizionali specifiche?», si chiede Shik. Per scoprirlo, il team di ELEVATE ha studiato le formiche tagliafoglie in una foresta pluviale tropicale panamense. I ricercatori hanno prelevato frammenti di foglie dalle fauci di questi animali e li hanno analizzati per verificarne il contenuto nutrizionale, al fine di stabilire quali sostanze nutritive le formiche utilizzino per «fertilizzare» la loro coltura fungina. Un’altra parte del progetto prevedeva l’isolamento di funghi dalle colonie di queste formiche e la loro coltivazione su capsule di Petri. Questo processo ha permesso di individuare le condizioni di crescita ottimale per il fungo. I ricercatori hanno quindi combinato i dati provenienti dalla foresta pluviale e dagli esperimenti su capsule di Petri, per verificare se le sostanze nutritive raccolte dalle formiche rispondono ai requisiti nutrizionali «ottimali» della cultivar fungina.
Fare luce sui parallelismi agricoli
Uno dei principali risultati del progetto ELEVATE è stata la scoperta di compromessi evolutivi con la domesticazione delle colture nelle formiche coltivatrici di funghi, paralleli ai compromessi osservati nei sistemi agricoli umani. Il team ha scoperto che, man mano che le colture fungine si specializzavano, iniziavano a fornire ricompense nutrizionali di qualità superiore, ma diventavano anche meno resistenti a un calo di nutrienti. Questo le ha rese più dipendenti dai loro agricoltori. I ricercatori hanno anche scoperto i meccanismi molecolari e cellulari alla base delle colture fungine e del modo in cui queste producono ricompense nutrizionali per le formiche. «Abbiamo dimostrato che la cultivar fungina ricicla altruisticamente i propri componenti cellulari, attraverso un processo chiamato autofagia, in metaboliti nutrizionali utilizzati per rifornire le formiche che le coltivano.»
I principi chiave della domesticazione delle colture
Shik aggiunge che la ricerca potrebbe non essere in grado di aiutare direttamente i sistemi agricoli umani, ma ha rivelato alcuni dei principi evolutivi fondamentali che regolano la domesticazione delle colture. Secondo il ricercatore: «Non sono necessarie conoscenze, cultura o innovazioni tecnologiche di livello umano perché ciò avvenga.»
Parole chiave
ELEVATE, formica, agricoltura, clima, cambiamento, domesticato, colture, agricolo, parallelismi
