I promotori segreti della crescita degli alberi

La maggior parte di tutte le specie arboree del mondo è associata a funghi radicali, le cosiddette ectomicorrize. Questi formano una fitta rete intorno alle radici sottili, forniscono agli alberi sostanze nutritive e li proteggono dagli agenti patogeni. In cambio, i funghi ottengono energia dagli alberi sotto forma di carboidrati, che gli alberi producono con la fotosintesi. In altre parole, si tratta di un vantaggio per tutti, e questo è noto da molto tempo.

La portata dell'influenza dei funghi radicali sulla crescita di alberi forestali maturi e di intere foreste non è stata finora pienamente compresa. La ricerca si basava sul presupposto che i fattori fisici come la temperatura, le precipitazioni e l'apporto di azoto antropico nel suolo avessero la maggiore influenza sulla crescita degli alberi, mentre l'effetto delle comunità fungine nascoste nel sottosuolo era difficile da misurare e veniva trascurato.

Crescita tre volte più veloce

Il ricercatore post-dottorando Mark Anthony e i colleghi del gruppo di Tom Crowther, professore di ecosistemi globali presso l'ETH di Zurigo, hanno ora dimostrato, per cinque delle più diffuse specie arboree forestali europee, che le diverse comunità fungine sono responsabili di una maggiore variazione nella crescita degli alberi rispetto alle condizioni climatiche prevalenti in un luogo e all'apporto di azoto prodotto dall'uomo. Lo studio corrispondente è stato appena pubblicato sulla rivista scientifica ISME.

"Le differenze nelle comunità fungine delle radici sono collegate a un aumento di tre volte della crescita degli alberi. Questi funghi forniscono una spiegazione ecologica migliore per la crescita differenziata degli alberi rispetto ad altri fattori come la temperatura e le precipitazioni", spiega il primo autore Mark Anthony.

I funghi come fornitori di fertilizzanti

Gli alberi crescono più velocemente laddove le comunità fungine sono specializzate nell'assorbire i composti inorganici dell'azoto, ammonio e nitrato, dal terreno e nel metterli a disposizione degli alberi. L'azoto inorganico è un componente della maggior parte dei fertilizzanti e favorisce in particolare la crescita delle piante.

La crescita degli alberi forestali è stata più lenta quando le comunità fungine associate sono state adattate per rendere disponibile agli alberi l'azoto proveniente da organi. L'azoto è contenuto nella biomassa morta e in decomposizione del suolo e per rilasciarlo i funghi devono prima produrre enzimi speciali che digeriscono e scompongono la biomassa. Ciò costa ai funghi più energia che se fossero in grado di estrarre l'azoto inorganico direttamente dal suolo. Inoltre, poiché i funghi che scompongono l'azoto organico ottengono l'energia necessaria dai partner degli alberi, questi ultimi possono investire meno energia nella propria crescita.

Determinazione dei funghi e delle loro funzioni

Per giungere a queste nuove scoperte, i ricercatori hanno identificato i funghi delle radici in campioni di terreno provenienti da 137 appezzamenti di osservazione forestale permanente in Europa. Hanno poi assegnato il genoma completamente decodificato a ogni specie di fungo trovata per scoprire quale funzione ogni specie svolge nel sistema forestale complessivo. Infine, i ricercatori hanno messo in relazione le varie funzioni dei funghi con i dati a lungo termine sulla crescita degli alberi, rivelando così il legame tra funghi radicali e crescita degli alberi. Le specie arboree studiate comprendono le querce e i faggi a foglie caduche e le conifere come il pino e l'abete rosso.

Inoculare le piantagioni di alberi con funghi ottimali

I risultati avranno un impatto sulla ricerca e sulla silvicoltura: Gli scienziati possono ora identificare le specie fungine e le loro caratteristiche che fanno crescere gli alberi più velocemente (o più lentamente). Questo studio può quindi aiutare la silvicoltura a inoculare determinate aree forestali con comunità fungine specifiche per modificare in modo mirato la crescita degli alberi.

"Le piantagioni di alberi vengono già inoculate con i funghi. Con il nostro lavoro, possiamo contribuire a porre questa pratica su una buona prassi scientifica e a migliorarla", afferma Anthony.

Vede anche applicazioni in relazione ai cambiamenti climatici e alle condizioni ecologiche in rapido mutamento. Da un lato, una crescita più rapida degli alberi potrebbe contribuire a sequestrare più carbonio dall'aria nel breve periodo. Dall'altro lato, si potrebbero cercare nuovi partner fungini per gli alberi che crescono meno bene in certi luoghi a causa del riscaldamento globale, consentendo loro di sopravvivere.

Vantaggio di sopravvivenza nel futuro climatico

"In futuro, le comunità fungine che utilizzano l'azoto organico potrebbero essere utili per diverse specie arboree", spiega il ricercatore. Questo perché l'aumento delle emissioni di CO₂-Le concentrazioni e le temperature favoriscono la crescita delle piante. Per crescere più velocemente, gli alberi si nutrono di azoto inorganico facilmente disponibile. In questo modo il serbatoio si esaurisce più rapidamente e la crescita potrebbe rallentare a lungo termine.

Le comunità fungine che utilizzano l'azoto organico sono diverse: questa forma è abbondante nel suolo, ma più difficile da utilizzare. Attingendo a questa fonte, i funghi potrebbero mantenere la crescita dei loro partner arborei a lungo termine.