Le orchidee possono nascondersi. I membri di questa diversa famiglia di piante, noti per i loro fiori selvaggiamente attraenti, sono stati a lungo riconosciuti per la loro capacità di entrare in lunghi periodi di dormienza, a volte per un anno o più. Le piante si rifugiano sottoterra e, senza foglie e senza bisogno di fotosintesi, le orchidee si affidano ai funghi per i nutrienti di cui hanno bisogno per sopravvivere.
Gli scienziati hanno da tempo perplesso su ciò che spinge le piante a passare da uno stato di dormienza a inviare germogli. Ora, un nuovo studio condotto da un gruppo di scienziati dello Smithsonian Environmental Research Center di Edgewater, nel Maryland, spiega come le concentrazioni di alcuni funghi nel suolo causino il risveglio di una specie di orchidea nordamericana, la pogonia a piccoli vortici.
"Questa è un'orchidea estremamente rara e per quanto rara, non è così rara come pensavamo perché trascorre molto tempo a nascondersi sottoterra", afferma l'ecologa Smithsonian Melissa McCormick, una delle autrici dell'articolo. "Avevamo fatto alcune ricerche precedenti sui funghi micorrizici delle orchidee. . . eravamo interessati a sapere se l'abbondanza di funghi nel terreno non colpisse solo dove si trovano, ma anche quando emergono. "
I funghi si sono rivelati la chiave. La maggior parte delle orchidee forma partnership simbiotiche con particolari specie di funghi per sopravvivere. I semi di orchidea mancano dell'endosperma amidaceo che aiuta a nutrire i nuovi germogli di molti altri tipi di piante. Invece, i semi dipendono dal fungo micorrizico nel terreno. Mandano un germoglio quando è il momento di fiorire e riprodursi. La pogonia a piccola spirale ha questa relazione con un fungo micorrizico nella famiglia delle Russulaceae.
La ricercatrice di Smithsonian Melissa McCormick afferma che esiste un legame tra il periodo di dormienza delle pogonie a piccoli vortici e la quantità di un tipo specifico di fungo nel terreno. (Dennis Whigham) McCormick ha analizzato il DNA dei campioni di terreno raccolti immediatamente adiacenti alle pogonie selvatiche a piccoli vortici e ha usato questi dati per calcolare quante ife Russulaceae era presente nel terreno in ciascun sito.
Quando McCormick e gli altri quattro scienziati coinvolti nella ricerca hanno confrontato l'abbondanza di Russulaceae nel terreno con la frequenza con cui le pogonie dormienti si svegliavano e inviavano germogli, trovarono una chiara relazione: una maggiore popolazione del fungo significava che le rare pogonie avevano più probabilità di emergere. In altre parole, più del fungo giusto nel terreno aiuta l'orchidea a uscire più spesso dalla dormienza.
In passato, senza la capacità di analizzare il DNA di un campione, non era pratico calcolare esattamente la quantità di un fungo presente. Anche al microscopio, molti funghi sembrano molto simili. "In un campione di terreno delle dimensioni di un fagiolo di Lima hai probabilmente diverse centinaia di specie di funghi", afferma McCormick.
"Questo aspetto fungino di tutto questo lavoro è noto fin dai tempi di Darwin", afferma Dennis Whigham, botanico senior presso il Centro di ricerca ambientale Smithsonian e coautore dello studio. "Ma solo negli ultimi anni siamo stati in grado di seguirlo e guardare il DNA dei funghi per vedere cosa sono".
Quando i funghi entrano in contatto con una radice di orchidea, formano dei gruppi, o palle a spirale, che l'orchidea usa per i nutrienti. (Liz Kabanoff) Alcune delle orchidee più spettacolari delle regioni tropicali hanno dato l'impressione che le orchidee siano un gruppo esotico di piante tropicali. Ma le orchidee sono in realtà molto diffuse, anche negli Stati Uniti. "Abbiamo oltre 200 specie e si verificano in ogni stato", dice Whigham. "Circa il 60 percento di loro è nei guai da qualche parte in cui si verificano."
Il declino di molte popolazioni di orchidee americane ha spinto Whigham e altri ad aiutare a creare il North American Orchid Conservation Center, con sede presso il Smithsonian Environmental Research Center. Il centro lavora con circa 50 collaboratori per preservare gli habitat e per raccogliere semi e campioni di funghi micorrizici e condurre studi come questo.
Cosa esce il fungo da questa relazione con l'orchidea? Probabilmente non molto.
"Tutte le piante terrestri sulla Terra hanno interazioni con i funghi", afferma Whigham. Tali partenariati sono chiamati "mutualistici". Ma quasi tutte le prove indicano che in una relazione funghi-orchidea, l'orchidea è un partner molto bisognoso.
