È autunno, boschi e foreste si tingono di vivaci colori, dal giallo al rosso brillante. Ma quello che può apparire agli occhi di molti un fenomeno naturale dai risvolti melanconici, solleva nel mondo scientifico un vero e proprio dibattito che vede coinvolti biologi evoluzionisti, da un lato, e fisiologi vegetali, dall’altro. Carotenoidi e antocianine, i pigmenti che conferiscono rispettivamente le colorazioni gialle e rosso-arancio, verrebbero infatti prodotti dalla pianta a scopo di protezione e difesa, dalla luce solare oppure dagli insetti dannosi. Come interpretare questo bisogno di protezione? In una review su “Trends in Ecology and Evolution” David Wilkinson, ecologo della John Moores University di Liverpool, e Martin Schaefer, biologo evoluzionista all’Università di Friburgo, fanno una panoramica sulle diverse teorie. La spiegazione classica fornita dai testi di biologia è che in autunno le foglie esauriscono la clorofilla, il pigmento fotosintetico che conferisce il colore verde, e prevalgono così altri pigmenti, normalmente mascherati durante la stagione vegetativa, che inducono il cromatismo tipicamente autunnale. Si tratterebbe quindi di un fenomeno accidentale, legato all’invecchiamento e alla morte delle foglie, che nella brutta stagione diventano inutili per la pianta.Secondo le ipotesi più recenti, invece, carotenoidi e antocianine vengono prodotti dalla pianta con finalità ben precise: essi non sono semplicemente “smascherati”, ma prodotti ex-novo in grande quantità all’approssimarsi dell’autunno. Questo processo richiede un dispendio di molta energia da parte della pianta che non viene più recuperata in quanto i pigmenti vengono persi insieme alle foglie che muoiono e cadono. Un tale impegno energetico appare giustificato però solo se si assume che questa classe di pigmenti abbia una qualche funzione per la pianta. Per esempio proteggere le foglie dalla luce solare. Almeno così la pensa William Hoch, fisiologo vegetale dell’Università del Wisconsin, che ha condotto uno studio su alberi mutanti che non producono antocianine: mentre in serra le piante geneticamente modificate crescono rigogliose, alla luce esterna autunnale esse non sono in grado di traslocare nutrienti, quali azoto e fosforo, dalle loro foglie agli altri tessuti. La traslocazione di queste riserve, che la pianta in primavera utilizza per accrescersi e riprodursi, richiede energia, normalmente ottenuta dalle foglie attraverso la fotosintesi. Ma poiché d’autunno esse hanno smantellato la clorofilla e molte altre strutture in grado di convertire la luce, il meccanismo non funziona più in modo efficiente: le foglie non sono più in grado di sfruttare tutta la luce che li investe e l’energia residua si accumula nei tessuti vegetali, provocando seri danni. A evitare tutto ciò interverrebbero carotenoidi e antocianine, schermando parte della luce solare.Questa nuova teoria è in contrasto con l’ipotesi, altrettanto interessante, proposta qualche anno fa da William Hamilton, biologo evolutivo della Oxford University, il quale ritiene che i pigmenti autunnali rappresentino una strategia di difesa della pianta nei confronti di insetti dannosi. Secondo Hamilton, i colori brillanti dell’autunno sono infatti un messaggio di allarme per molti insetti, quali per esempio gli afidi, che d’autunno depongono le loro uova sulle piante. La pianta, per proteggersi, avviserebbe i suoi nemici che le sue foglie sono poco appetibili e, dal canto loro, gli insetti tenderebbero a evitare le foglie dai colori più brillanti. Questo innescherebbe un meccanismo di selezione naturale che tende a favorire le piante che sono in grado di produrre una maggior quantità di pigmenti gialli e rossi. Gli studi di Hamilton, recentemente scomparso, sono stati portati avanti da Marco Archetti, dell’Università di Friburgo (Svizzera), e da Sam Brown, dell’Università del Texas, ex-studenti del celebre biologo inglese. Archetti ha tradotto in un modello matematico la teoria di Hamilton, mostrando che il meccanismo di allarme ottenuto con la produzione di pigmenti autunnali può effettivamente favorire le piante con colorazioni fogliari più brillanti. Brown, che ha condotto una ricerca su 262 specie di alberi, registrandone colore delle foglie e specie di afidi “ospitate”, ha osservato che le piante con colori autunnali molto brillanti tendono a essere vittime di insetti più specializzati. Wilkinson e Schaefer, nella loro review, esprimono, come molti altri studiosi, le loro perplessità riguardo alla teoria di Hamilton osservando, per esempio, che ci sono molti alberi che pur non avendo necessità di difendersi da alcun insetto, assumono ugualmente vivaci colorazioni autunnali. Dal canto loro gli allievi di Hamilton ribattono che l’ipotesi della schermatura solare non spiegherebbe, per esempio, la ragione per cui alcuni alberi assumono colorazioni brillanti in autunno e altri no. Il dibattito resta aperto e nel frattempo non ci resta che godere lo spettacolo cromatico che ci offre la natura in questa stagione.
