Marco Ventimiglia
Le piante producono una vasta e diversificata gamma di composti organici che non sembrano avere una funzione diretta sulla crescita e sullo sviluppo. Queste sostanze sono conosciute come metaboliti secondari. Per molti anni il significato adattativo della maggior parte dei metaboliti secondari è rimasto sconosciuto. Si è pensato che questi composti fossero semplicemente prodotti terminali del metabolismo, senza alcuna funzione, oppure dei rifiuti metabolici. Recentemente è stato dimostrato che possiedono importanti funzioni ecologiche, compresi i metaboliti secondari volatili, denominati anche composti volatili come nel caso degli oli essenziali di fiori, fusti e follicoli di Caralluma Europea.
Le piante possono essere suddivise in due gruppi: piante che puntano sulla crescita e piante che puntano sulla differenziazione. Questo evidenzia che la concentrazione di metaboliti secondari nelle piante aromatiche può aumentare come risposta a stress ambientali. Ad esempio molte piante forestali (es. appartenenti a Populus spp. e Quercus spp.) sintetizzano isoprene o monoterpeni nei cloroplasti fogliari a partire dal carbonio appena fissato con la fotosintesi e non conservano questi terpeni in organi specializzati, ma li liberano immediatamente nell’atmosfera. L’ipotesi oggi più ricorrente è che l’isoprene svolga un ruolo importante nella stabilizzazione delle membrane dei cloroplasti contro stress termici.
È probabile che l’odore degli oli essenziali (OE) sia un attraente per gli insetti più antico del colore dei fiori, infatti, molti fiori impollinati da insetti primitivi non sono colorati ma emanano forti odori dolciastri. I fiori impollinati dagli uccelli non sono quasi mai profumati considerando il fatto che gli uccelli non utilizzano il senso dell’olfatto. Per quanto riguarda i processi di impollinazione possiamo dividere gli odori in assoluti (solo nelle piante) e imitativi (anche altrove). Si ritrovano odori assoluti simili in piante diverse; ad esempio l’odore della violetta è quasi identico a quello del rizoma d’Iris florentina e l’odore di vaniglia è simile a quello della Saussurea Iappa. Gli assoluti funzionano solo nel contesto della relazione tra insetto e fiore mentre gli imitativi causano una risposta dell’insetto a prescindere dalla loro provenienza, in quanto questi odori ingannano l’insetto stesso. Oltre il profumo dei fiori fungono da attrattori anche gli OE emanati dalle foglie, come nel caso dei terpeni emessi dalla Nepeta cataria, da cui i gatti sono attirati.
Alcune piante producono sostanze terpeniche che limitano la germinazione dei semi, inibendo la crescita sia degli individui della stessa specie che quelli appartenenti ad altre specie. È noto l’esempio della Salvia leucophylla – una specie che vive nel deserto della California – che libera nel terreno i monoterpeni canfora e cineolo, tossici per la vita di altre piante. La capacità di produrre queste fitotossine può conferire un particolare vantaggio nella competizione tra specie e quindi avere un ruolo importante nella strutturazione della comunità. I monoterpeni hanno proprietà citotossiche verso i tessuti vegetali e per questo motivo giocano un ruolo importante nelle interazioni pianta-pianta, inibendo la germinazione dei semi e riducendo la competizione con altre specie. Esistono due metodi di dispersione: la volatilizzazione tipica degli habitat aridi e la lisciviazione dei metaboliti da parte della pioggia, caratteristica di habitat molto umidi. Gli effetti allelopatici possono anche essere secondari come nel caso dello scarabeo che si ciba di Eucaliptus globulus in Australia, i cui escrementi inibiscono la germinazione e la crescita nel sottobosco. Infatti, mentre negli USA l’eucalipto mostra forte allelopatia, in Australia la sua dominanza è molto ridotta, forse per la coevoluzione delle altre piante.
È probabile che la presenza di quantità elevate di terpeni renda meno appetibile un cibo per gli animali, perciò i mammiferi erbivori hanno sviluppato un sistema efficiente di detossificazione dei terpeni, come nel caso del Koala australiano che si nutre esclusivamente di foglie di eucalipto. I monoterpenoidi giocano un ruolo importante nei meccanismi di difesa dagli insetti. Infatti è raro trovare insetti nelle vicinanze delle piante di Menta x piperita proprio per le proprietà insettorepellenti della stessa. O ancora l’OE di Artemisia vulgaris agisce come repellente contro la zanzara della febbre gialla. La presenza di un OE ricco in linalolo nella scorza dei frutti conferisce loro una resistenza agli attacchi della mosca della frutta nei Caraibi o la presenza di limonene nei frutti citrici contribuisce alla deterrenza delle formiche Atta cephalotes. È molto interessante come le piante sotto attacco di erbivori emettano OE in quantità e qualità differenti per attirare verso sé stesse specie che predano o parassitizzano gli erbivori stessi. Ad esempio Zea Mais e Gossypium hirsutum emettono grandi quantità di OE se danneggiate da insetti erbivori attraendo a loro volta la specie parassitica Hymenoptera. In piante come Abies balsamea e Cedrus deodara sono stati scoperti composti che agiscono come ormoni giovanili e sembrano in grado di agire come ormoni giovanili degli insetti.
Gli OE svolgono attività antimicrobica anche nei sistemi naturali fungendo da barriera protettiva per la pianta nei confronti di vari agenti patogeni, proteggendo la pianta da lesioni secondarie. Inoltre gli OE svolgono attività antimicrobica utile agli esseri umani in quanto sintetizzati dalla pianta per difendersi da patogeni…