- Se in un’area di foresta ci sono molti alberi di una data specie, un nuovo albero della stessa specie avrà maggiori difficoltà a crescere florido nella stessa area.
- Questo “vantaggio per le specie rare” produce la diversità all’interno delle foreste.
- In una foresta subtropicale cinese, i ricercatori hanno dimostrato che l’equilibrio tra i funghi di terra nocivi e innocui controlla il vantaggio per le specie rare.
- Questo studio fornisce una prima osservazione del meccanismo alla base del vantaggio per le specie rare e rende più chiaro come si sviluppano tutte le foreste.
Un nuovo studio sostiene che un delicato equilibrio tra i funghi di terra nocivi e i funghi di terra innocui associati alle radici governa il diverso miscuglio di specie di alberi che crescono nelle foreste tropicali.
In passato, gli scienziati avevano ipotizzato che la biodiversità forestale risultasse da un “vantaggio per le specie rare” apportato da funghi patogeni, o nocivi. Secondo il modello comune, maggiore era il numero di alberi presenti in un’area, più velocemente tali funghi si accumulavano sulle radici. Tutto ciò creava un ambiente fatale per i nuovi germogli.
Ora, invece, una nuova ricerca suggerisce che anche dei funghi innocui sono coinvolti nel processo. Un team condotto da scienziati cinesi ha riportato di recente su Science che i funghi simbiotici, che si associano saldamente alle radici e favoriscono lo scambio di sostanze nutritive, alterano il tasso di accumulo nel terreno di funghi patogeni. Gli scienziati hanno dimostrato che questo dare e avere tra funghi è cruciale nel determinare quali alberi crescono con maggiore successo in un’area di foresta
“Le specie hanno sensibilità diverse nei confronti dei simili che le circondano,” spiega Nathan Swenson, ecologo forestale all’Università del Maryland a College Park, nello stato americano del Maryland, e co-autore dello studio. “Questa stessa sensibilità è collegata al tipo di associazioni positive che instaurano con i funghi nel suolo.”
Per scoprire queste associazioni, un team guidato da Lei Chen, ecologo forestale presso l’Istituto di Botanica dell’Accademia Cinese delle Scienze, ha studiato un’area di foresta subtropicale nella Gutianshan National Nature Reserve, nella provincia cinese dello Zhejiang. I ricercatori hanno raccolto e analizzato campioni di terreno provenienti dalle radici di 322 alberi appartenenti a 34 specie, hanno isolato il DNA e hanno utilizzato la sequenza genetica per identificare le specie di funghi presenti accanto alle radici di ciascun albero.
Inoltre, nel corso di quasi un decennio, i ricercatori hanno tracciato il numero e le dimensioni dei germogli e degli alberi giovani e adulti presenti nell’area, annotando più di 25.000 misurazioni.
L’area subtropicale si estendeva per 0,24 chilometri quadrati. “Si tratta di un’area relativamente piccola, che corrisponde a mezzo campo da golf,” spiega Daniel Johnson, ecologo forestale alla University of Florida a Gainesville, in Florida, che non ha preso parte allo studio. “Ma il team ha considerato l’intera comunità della foresta e ha quantificato in che modo i funghi siano associati agli alberi. In scala, hanno fatto qualcosa che non era mai stato fatto prima d’ora.”
I ricercatori hanno scoperto che i gli alberi più grandi possedevano una maggiore concentrazione di funghi patogeni rispetto ad alberi più piccoli. Queste scoperte si allineano con le ipotesi precedenti sul vantaggio per le specie rare, secondo cui gli alberi più anziani creerebbero un ambiente ostile per i germogli e per i giovani alberi attorno a loro.
La quantità di funghi patogeni risultava inferiore attorno agli alberi che interagivano con funghi innocui e utili della tipologia ectomicorriza, che rivestono la superficie delle radici e scambiano sostanze nutritive con il terreno. Al contrario, i funghi patogeni erano più frequenti attorno ad alberi che interagivano con funghi simbiotici di tipo diverso, le micorrizie arbusculari, che, invece, scavano un tunnel all’interno delle radici e scambiano i nutrienti direttamente con esse, senza passare per il terreno.
I ricercatori hanno sviluppato modelli matematici per determinare quali alberi sopravvivano oltre un decennio nell’area osservata. Tre specie con una quantità maggiore di ectomicorrize hanno avuto un tasso di sopravvivenza superiore alla media: ciò corrisponde a un vantaggio per le specie rare più debole. Al contrario, tre specie con una quantità maggiore di micorrizie hanno avuto un tasso di sopravvivenza superiore alla media: ciò corrisponde a un vantaggio per le specie rare più forte.
Queste scoperte supportano un modello in cui i funghi simbiotici regolano la crescita dei funghi patogeni attorno alle radici. I ricercatori ipotizzano che i funghi che rivestono le radici formino una barriera protettiva che tiene lontani i funghi nocivi intrusi. Al contrario, i funghi che scavano dei tunnel all’interno delle radici, producono delle piccole entrate attraverso le quali penetrano i funghi patogeni.
Questo lavoro completa gli studi precedenti basati su foreste tropicali che includevano solo i funghi patogeni nel meccanismo del vantaggio per le specie rare, sostiene Chen. “Ci sono foreste tropicali, subtropicali e temperate,” ha aggiunto. “E noi ecologi vogliamo trovare un modello generale che le spieghi tutte.”
Citazioni
Chen, L., Swenson, N.G., Ji, N., Mi, X., Ren, H., Guo, L., Ma, K. (2019) Differential soil fungus accumulation and density dependence of trees in a subtropical forest. Science 366 (6461) 124-128; DOI: 10.1126/science.aau1361
Jack J. Lee è uno specializzando allo Science Communication Program dell’Università della California, a Santa Cruz. È possibile leggere altre storie degli studenti della UCSC qui: https://news-mongabay-com.mongabay.com/list/ucsc/.
Articolo originale: https://news-mongabay-com.mongabay.com/2019/11/beneficial-and-harmful-fungi-are-at-the-root-of-forest-diversity/