Il microbiota del suolo influisce sulla crescita del lupino da giardino. Nella parte anteriore dell'immagine c'è una pianta con foglie verdi il cui terreno contiene microbi provenienti da una popolazione di lupini finlandesi e nel mezzo c'è una pianta con foglie marroni il cui terreno è stato riscaldato per ridurre la quantità di microbi. Credito:Satu Ramula
I microbi del suolo possono avere un grande impatto sulla diffusione di specie invasive dannose in quanto possono ostacolare o facilitare la crescita della pianta. I ricercatori del Dipartimento di Biologia dell'Università di Turku, in Finlandia, hanno studiato il ruolo del microbiota del suolo nel successo del lupino da giardino, che è una specie invasiva nella natura finlandese.
Il Lupinus polyphyllus, comunemente noto come lupino da giardino, è un'erba perenne originaria del Nord America. È stata portata in Europa come pianta ornamentale, ma è sfuggita ai giardini ed è ora considerata una specie invasiva in molti paesi, inclusa la Finlandia. Ciò che rende il lupino da giardino interessante e una specie invasiva di successo sono i batteri dei noduli radicali che convertono l'azoto atmosferico per l'uso della pianta. L'azoto è necessario per la crescita e per la produzione di composti fitochimici contro gli erbivori.
"Questa simbiosi con i batteri avvantaggia il lupino da giardino soprattutto in ambienti poveri di nutrienti, come i bordi sabbiosi delle strade, dove la pianta spesso cresce in abbondanza. Questo spiega in parte perché il lupino da giardino è riuscito a occupare così tanto spazio in aree povere di nutrienti dove può può superare i suoi concorrenti locali che non hanno una tale associazione simbiotica con i batteri", spiega il Professore aggiunto Satu Ramula del Dipartimento di Biologia dell'Università di Turku, in Finlandia.
I microbi del suolo alterano l'odore del lupino del giardino. L'odore viene studiato raccogliendo i composti organici volatili emessi dalle foglie. Le piante sono racchiuse in sacchetti da forno e l'aria filtrata scorre attraverso i sacchetti raccogliendo l'odore ai tubi di cattura. L'odore è costituito da diversi singoli composti che vengono separati con gascromatografia. Credito:Satu Ramula
Il microbiota del suolo può anche influenzare l'odore della pianta
I ricercatori hanno piantato lupini da giardino provenienti da popolazioni nordamericane e finlandesi in terreni poveri di nutrienti contenenti microbi del suolo provenienti da popolazioni di lupini locali o in terreni in cui la quantità di microbi era stata ridotta.
I ricercatori hanno scoperto che, indipendentemente dal loro paese di origine, i lupini da giardino hanno beneficiato dei microbi del suolo. Le piante sono cresciute più grandi di quelle del gruppo di controllo che avevano meno microbi del suolo nel loro mezzo.
"Oltre alla crescita, i microbi del suolo hanno influenzato l'odore delle singole piante alterando la composizione dei composti organici volatili emessi dalle foglie. Soprattutto le piante che sono cresciute nel terreno contenente microbi naturali del suolo hanno prodotto sostanze volatili che studi precedenti hanno dimostrato di agire come deterrenti per le lumache", afferma il ricercatore post-dottorato Aino Kalske.
Per studiare come la pianta si difendesse dagli erbivori, i ricercatori hanno offerto le foglie delle piante alle lumache ceduo, il nemico naturale del lupino da giardino. L'esperimento condotto in laboratorio ha fornito risultati sorprendenti. La difesa delle piante contro gli erbivori dipendeva dai microbi del terreno nel mezzo di crescita.
Danni causati dall'alimentazione delle lumache ceduo (foto di un lupino da giardino che cresce in natura). Il danno non indebolisce un lupino da giardino grande e maturo, ma può essere fatale per le piantine, poiché il danno può ridurre la crescita della pianta e quindi impedire la diffusione del lupino da giardino. Credito:Satu Ramula
"Le lumache ceduo mangiavano meno lupini da giardino finlandesi rispetto a quelli originari delle popolazioni nordamericane quando entrambe le piante erano state coltivate con i microbi naturali del suolo. Nelle piante che erano state coltivate con microbiota del suolo ridotto, non abbiamo osservato differenze nel consumo di foglie tra popolazioni di diversa origine", afferma Kalske.
I risultati indicano che il microbiota del suolo ha un impatto maggiore di quanto si pensasse in precedenza sulle piante e sugli organismi che ne dipendono. I microbi non solo contribuiscono alla crescita delle piante, ma anche alla loro difesa contro gli erbivori. Il microbiota del suolo è estremamente abbondante e solo un cucchiaino di terreno può contenere milioni di microbi. Tuttavia, la composizione del microbiota varia a seconda della flora locale e del tipo di suolo.
I ricercatori stanno attualmente studiando se il successo dell'invasione del lupino da giardino sia associato ai microbi del suolo in natura.
L'articolo di ricerca "Il microbiota del suolo spiega le differenze nella resistenza degli erbivori tra le popolazioni native e invasive di un'erba perenne" è stato pubblicato nel Journal of Ecology . + Esplora ulteriormente
