Le foglie di una bustina di tè se potessero raccontare la loro storia, dipingerebbero un quadro di mille fugaci interazioni. Le api vi si sono posate sopra durante l’impollinazione dei fiori. I bruchi le hanno masticate e hanno costruito bozzoli vicino ad esse, ma molte delle relazioni tra piante e animali non sono documentate. Catalogare tutti gli animali che si nutrono o impollinano una determinata pianta può richiedere una quantità enorme di tempo e di sforzi.
Henrik Krehenwinkel, genetista ecologico dell’Università di Treviri, capo di un team di scienziati che ha elaborato un nuovo metodo per scoprire alcune di queste interazioni tra piante e animali, ha detto:
«Ci sono interazioni molto specifiche e interazioni molto criptiche di cui sappiamo pochissimo perché in precedenza nessuno si è mai impegnato a studiarle».
Analisi del DNA ambientale o eDNA
Il team di scienziati dopo aver acquistato tè ed erbe in un negozio di alimentari hanno analizzato le foglie essiccate e confezionate per verificare la presenza di minuscoli resti di DNA, un metodo chiamato Analisi del DNA ambientale o eDNA, nel loro recente studio, pubblicato nella rivista Biology Letters, hanno detto di aver trovato tracce di oltre 1.200 differenti specie di artropodi dall’analisi di appena quattro piante: camomilla, menta, tè e prezzemolo.
Il loro metodo può essere applicato a qualsiasi pianta essiccata, rendendolo uno strumento potenzialmente prezioso per il monitoraggio delle specie di insetti in via di estinzione e per tracciare la diffusione dei parassiti delle colture. I ricercatori per il loro studio sull’eDNA hanno scelto tè ed erbe perché i prodotti commerciali che ne derivano includono foglie che sono state triturate ed essiccate.
Henrik Krehenwinkel ha spiegato:
«In un campione come il caffè, che viene pesantemente lavorato, probabilmente rimane pochissimo DNA, quindi abbiamo cercato elementi il più possibile naturali».
Gli scienziati hanno setacciato gli scaffali dei negozi di alimentari locali alla ricerca di erbe e tè provenienti da quattro continenti. Hanno acquistato più versioni dello stesso prodotto, ma di marche diverse, per assicurarsi che ogni tè avesse una gamma di origini rappresentate, in modo da massimizzare il numero di artropodi che avrebbero potuto trovare.
Henrik Krehenwinkel ha detto:
«In pratica sono andato in un paio di negozi di alimentari, avranno pensato che io fossi un gran bevitore di tè perché ho comprato molti differenti tipi di tè che avevano».
Il team di scienziati ha sviluppato metodi per estrarre e amplificare il DNA degli artropodi da tutto il materiale vegetale. La stragrande maggioranza del DNA delle foglie di tè proviene dalla pianta stessa.
Henrik Krehenwinkel ha detto:
«Probabilmente il 99,999, o qualcosa del genere del DNA che estraiamo è DNA della pianta, solo una minima parte, quella che rimane, è DNA di insetti. Ovviamente ciò è positivo per chi beve il tè perché vuole bere il tè e non gli insetti; non solo, anche una minima presenza di DNA di artropodi è un buon segno che il tè non è pieno di pesticidi».
Il team di scienziati dopo aver capito come isolare il DNA degli artropodi trovando una sequenza chiave che differisce tra artropodi e piante, ha scoperto in media più di duecento tipi diversi di artropodi da ogni campione di tè, ma non tutti questi animali potevano essere abbinati alle specie conosciute, evidenziando la necessità di ulteriori ricerche sui gruppi più sconosciuti e poco studiati.
Gli scienziati hanno detto che quelli che sono stati identificati corrispondono generalmente alle distribuzioni note sia delle piante sia degli artropodi, per esempio, il tè alla menta conteneva DNA di insetti presenti nella regione del Pacifico nordoccidentale degli Stati Uniti, dove si coltiva la menta piperita, mentre il tè verde conteneva DNA di insetti originari dell’Asia orientale.
La possibilità di analizzare l’eDNA dei tè commerciali potrebbe facilitare la raccolta di dati sugli insetti di tutto il mondo.
Eva Egelyng Sigsgaard, ecologista molecolare dell’Università di Aarhus non ha partecipato a questo studio, ha detto:
«Un problema comune a molti studi sull’eDNA è il volume limitato di campioni che può essere ottenuto da un piccolo gruppo di ricercatori. L’utilizzo di tè ed erbe prodotte in commercio aggira questo problema, sfruttando l’infrastruttura esistente per la raccolta, l’essiccazione e il trasporto del materiale vegetale. Si potrebbe anche dire che il campionamento, in qualche misura, è stato fatto inconsapevolmente da queste aziende produttrici».
Analizzare il DNA degli artropodi dalle foglie di tè o da altro materiale vegetale essiccato potrebbe aiutare gli scienziati a tracciare la diffusione di insetti considerati infestanti. Gli insetti trovando posto nelle navi da carico, nelle piante in vaso o nella legna da ardere, spesso, inavvertitamente sono trasportati in tutto il mondo, mentre la maggior parte non sopravvive al viaggio, alcune specie si trasferiscono con successo e vanno a creare scompiglio nelle foreste o nelle coltivazioni. Essere in grado di individuare le specie dannose subito dopo la loro comparsa in una nuova area potrebbe aiutare ad avviare il processo di gestione prima che le popolazioni di parassiti salgano alle stelle.
È stato evidenziato che anche altre piante secche potrebbero essere analizzate con gli stessi metodi di estrazione dell’eDNA di questo studio. Henrik Krehenwinkel è particolarmente interessato a estrarre l’eDNA di artropodi da piante essiccate raccolte decenni fa e conservate con cura in collezioni museali. I risultati dell’eDNA possono poi essere confrontati con quelli di piante moderne provenienti dagli stessi luoghi, per vedere quali specie di artropodi si sono avvicendate.
Henrik Krehenwinkel ha detto:
«I confronti tra campioni di piante vecchie e nuove forniranno un modo per viaggiare indietro nel tempo e capire come sono cambiate le comunità».
È questa una “lente storica” che potrebbe essere utile per gli sforzi di conservazione degli insetti, soprattutto alla luce del loro declino recentemente documentato. Gli scienziati sebbene sappiano che molti insetti sono in pericolo a causa di minacce come il cambiamento climatico e il degrado degli habitat, hanno difficoltà a quantificare l’entità di queste perdite.
Julie Lockwood, ecologista della Rutgers University non coinvolta in questo studio, ha sottolineato:
«Il confronto dell’eDNA di vecchie e nuove piante potrebbe anche aiutare gli scienziati a scoprire quando, intenzionalmente o meno, una specie di insetto è stata introdotta per la prima volta in una nuova area. La domanda che spesso ci si pone è: quando questa specie è comparsa per la prima volta? Non lo sappiamo. Ora possiamo avere le prime registrazioni: la prima volta che qualcuno le ha viste, ma questo può avvenire decenni dopo il loro arrivo».
Il team di scienziati di Henrik Krehenwinkel vuole anche usare i suoi metodi per far interessare i bambini all’ecologia e alla conservazione, fornendo un metodo pratico per contribuire alla ricerca in corso, hanno evidenziato che mentre l’analisi molecolare vera e propria richiede costose attrezzature high-tech, la raccolta e l’essiccazione delle piante è facile da fare a casa.
Henrik Krehenwinkel ha aggiunto:
«I bambini solo con una busta, un sacchetto Ziploc e alcune bustine di silice, come quelle che si trovano nei flaconi delle pillole per assorbire l’umidità possono raccogliere ed essiccare rapidamente le piante per utilizzarle in future ricerche sull’eDNA. È sufficiente dare a un bambino un piccolo kit per raccogliere le piante e fiori e, fondamentalmente, possiamo elaborare i fiori e ricostruire le interazioni. Spero che con questi progetti scientifici comunitari saremo in grado di ottenere informazioni su larga scala sulle interazioni tra piante e insetti».
