Il vicolo cieco evolutivo come modello di successo
Il coco-de-mer o palma delle Seychelles produce i semi più grandi e pesanti dell'intero regno vegetale. Gli ecologi guidati dal professor Peter Edwards dell'ETH spiegano perché questa pianta riesce a farlo nonostante la mancanza di nutrienti.
La palma delle Seychelles, nota come coco-de-mer, è circondata da miti, soprattutto a causa della particolare forma dei suoi semi. Ma anche da un punto di vista più scientifico i frutti della palma delle Seychelles sono qualcosa di speciale: possono pesare fino a 18 chilogrammi e raggiungere un diametro di mezzo metro. Questo li rende i semi vegetali più grandi del mondo.
La dimensione del frutto è ancora più sorprendente per i ricercatori, poiché si tratta di un vicolo cieco evolutivo per la palma: semi così pesanti rendono molto più difficile la diffusione della pianta. Le noci di cocco mature cadono a terra e rimangono lì. La palma delle Seychelles cresce inoltre in un terreno estremamente povero di sostanze nutritive. Gli enormi frutti sembrano quindi uno spreco e una contraddizione, per i quali gli scienziati guidati da Peter Edwards, professore emerito di ecologia vegetale dell'ETH, presentano ora nuove spiegazioni.
Foglie come imbuto con grondaia
La palma ha sviluppato diversi meccanismi sorprendenti per ottimizzare l'apporto di sostanze nutritive per se stessa e per la sua prole, consentendole di produrre semi così grandi. Questo la rende probabilmente l'unica specie vegetale che pratica la "cura della nidiata" per aumentare le possibilità di sopravvivenza della propria prole.
La palma ha sviluppato un sistema perfetto di imbuti e "grondaie" per la cura della covata, al fine di deviare le sostanze nutritive e l'acqua in modo mirato e rifornire la propria prole (e se stessa). Le foglie agiscono come un imbuto, catturando efficacemente l'acqua piovana. Gli steli delle foglie convogliano poi l'acqua alla base del fusto.
Peter Edwards, Christopher Kaiser-Bunbury della TU Darmstadt e Frauke Fleischer-Dogley della Seychelles Islands Foundation dimostrano che l'acqua trasporta alla base del tronco anche feci animali ricche di nutrienti, polline e parti di piante morte che giacciono sulle foglie della palma. Questo fertilizza il terreno con fosfati e nitrati. Le analisi del suolo effettuate dai ricercatori hanno inoltre confermato che il contenuto di fosforo e azoto è superiore del 50% a una distanza di 20 centimetri dal tronco rispetto a una distanza di due metri.
Il coco-de-mer ha anche ottimizzato l'uso delle sostanze nutritive. I tre ricercatori hanno scoperto che le foglie e il tronco contengono pochissimo azoto e fosforo. "I due nutrienti in queste parti della pianta sono così bassi perché, da un lato, la palma ha pochissimi nutrienti disponibili dall'ambiente e, dall'altro, si è evoluta per investire tutte le risorse a disposizione in fiori, infiorescenze e frutti", dice Christopher Kaiser-Bunbury.
Il vantaggio di non cadere lontano dallo stelo
L'uso efficiente delle sostanze nutritive e il sofisticato sistema di accumulo della palma delle Seychelles possono spiegare come la pianta possa permettersi di formare semi sovradimensionati, ma non spiegano lo scopo evolutivo che ne è alla base. "Per questo dobbiamo guardare più indietro nella storia evolutiva", sottolinea Edwards, primo autore di uno studio appena pubblicato su New Phytologist.
La forma primitiva della palma delle Seychelles, che può essere fatta risalire ad antenati africani, dipendeva molto probabilmente dagli animali per la diffusione dei suoi semi. Con la separazione delle Seychelles dall'India, avvenuta circa 65 milioni di anni fa, la palma è stata isolata dalla terraferma e quindi dai suoi distributori animali. I semi, che all'epoca erano già grandi, cadevano a terra vicino all'albero madre. Di conseguenza, le piantine hanno dovuto adattarsi a crescere all'ombra della chioma dell'albero madre, tra le altre cose.
Questo adattamento e l'apporto di nutrienti fornito dalla noce di cocco, che è cresciuta costantemente nel corso dell'evoluzione, hanno favorito la palma rispetto ad altre piante, che ha soppiantato nel tempo. ? così che la palma delle Seychelles è diventata la specie dominante che caratterizza le foreste.
Competizione tra coetanei
Tuttavia, i ricercatori interpretano la dimensione dei semi anche come una risposta della palma alla competizione tra le piantine della sua stessa specie. Di norma, la maggior parte delle specie vegetali forma semi mobili che possono volare, nuotare o essere trasportati dagli animali, in modo che le piantine non competano con i genitori per la luce, i nutrienti e l'acqua. Tuttavia, i frutti del coco-de-mer sono troppo grandi e pesanti per essere mobili. Una giovane palma, quindi, non solo lotta con l'albero madre per le risorse scarse, ma soprattutto con i suoi "cugini".
Pertanto, più grandi sono i semi, più grande è il deposito di nutrienti deciso per la crescita di una piantina. I conspecifici le cui riserve sono più piccole non sopravvivono e muoiono. "La competizione per trasmettere i propri geni all'interno della specie ha alimentato la corsa verso semi sempre più grandi", conclude l'ecologista vegetale Edwards.
La palma delle Seychelles sembra seguire un modello evolutivo che si verifica anche in altre specie che prosperano su isole isolate: quando le piante colonizzano isole isolate, sviluppano nel tempo semi di grandi dimensioni. Inoltre, le specie insulari di solito hanno semi più grandi dei loro parenti continentali.
Coco-de-mer
La palma delle Seychelles o coco-de-mer (Lodoicea maldivica) si trova solo sulle due isole seicellesi di Praslin e Curieuse. Raggiunge un'altezza di 15-20 metri. Si tratta per lo più di vecchi esemplari maschi. Le palme delle Seychelles iniziano a fiorire e a produrre frutti solo quando le foglie raggiungono la chioma, cioè quando il tronco è alto dai sei agli otto metri. Questi ultimi impiegano fino a sette anni per crescere e maturare. Inoltre, la maggior parte delle palme non produce più di dieci noci alla volta. Il coco-de-mer è dioico: i fiori maschili e femminili si trovano su individui diversi. Tuttavia, la ricerca non sa ancora esattamente come avviene l'impollinazione. ? possibile che le lucertole che vivono nelle palme trasportino il polline ai fiori femminili. La palma delle Seychelles è in pericolo, in parte a causa del commercio di noci di cocco. Ciò significa che le popolazioni non possono rigenerarsi a sufficienza.
Riferimento alla letteratura
Edwards PJ, Fleischer-Dogley F, Kaiser-Bunbury CN. L'economia dei nutrienti di Lodoicea maldivica, una palma monodominante che produce il seme più grande del mondo. New Phytologist, 23 gennaio 2015, doi: pagina esterna10.1111/nph.13272