La regione polacca di Olkusz, che ospita uno dei più grandi giacimenti di minerale di piombo-zinco del mondo e un corrispondente numero di miniere, detiene un triste primato:ospita alcuni dei suoli più contaminati d'Europa. Le concentrazioni medie di cadmio, zinco e piombo possono essere da cinque a dieci volte superiori al valore massimo consentito in Svizzera. Le piante qui crescono male perché le tossine rallentano l'attività biologica nel suolo e ostacolano importanti processi nelle cellule vegetali.

Crescione di Thale (Arabidopsis halleri), però, prospera splendidamente in questa regione. Nel corso dell'evoluzione, ha acquisito una gestione particolarmente efficace delle tossine ambientali. Lo ha dimostrato uno studio genetico condotto da ricercatori dell'Istituto federale svizzero per le foreste, Snow and Landscape Research WSL insieme ai colleghi dell'Accademia polacca delle scienze (PAN) di Cracovia. Si basano su un esperimento sul campo polacco in cui sono state esaminate piante di crescione provenienti da quattro località:due contaminate e due non inquinate.

Reazione allo stress ambientale

I ricercatori del WSL Christian Sailer e Christian Rellstab hanno studiato l'intero genoma delle piante provenienti da posizioni contrastanti. "Abbiamo riscontrato notevoli differenze in siti specifici nel genoma tra piante provenienti da luoghi con e senza metalli pesanti, "Ha detto Rellstab. "Ciò è probabilmente dovuto al fatto che questa specie di crescione si è adattata ai metalli pesanti nel suolo attraverso modifiche genetiche proprio in questi siti". I geni identificati controllano le reazioni delle piante a condizioni ambientali avverse. Una reazione è la trasporto di metalli in sezioni cellulari specifiche, i vacuoli, in cui i metalli pesanti e altre tossine sono immagazzinati e quindi resi innocui. Altre reazioni fanno parte del sistema di riparazione che corregge i danni ai componenti cellulari o al DNA causati dai metalli pesanti.

Pulire i terreni usando le piante

Questi risultati, che sono stati pubblicati sulla rivista Rapporti scientifici , sono importanti per il risanamento di siti contaminati, eventualmente anche in Svizzera. Secondo il registro dei siti contaminati, Oltre i 30, 000 località che coprono un'area totale di 220 chilometri quadrati sono contaminate da sostanze chimiche e metalli pesanti, che corrisponde alle dimensioni del Canton Zugo. Sono in corso di bonifica circa 4000 siti. La copertura vegetale è un modo possibile per farlo, sia permettendo alla vegetazione di assorbire e trattenere i metalli pesanti, oppure rimuovendo gli inquinanti tramite falciatura. Anche se il crescione è troppo piccolo per questo, è un oggetto di ricerca ideale. Non solo può resistere a concentrazioni estremamente elevate di metalli pesanti, ma ne assorbono anche grandi quantità dal suolo e le immagazzinano innocuamente nelle sue cellule vegetali. L'attuale studio mostra che i geni di trasporto svolgono un ruolo particolarmente importante in questo processo. Una migliore comprensione di questi meccanismi potrebbe aiutare a coltivare piante particolarmente resistenti per la bonifica del suolo.

"Per poter utilizzare piante adattate per la bonifica, dobbiamo conoscere gli esatti meccanismi di adattamento dei metalli pesanti, ", afferma il fisiologo vegetale Pierre Vollenweider del WSL. Lo studio si basa sull'esperienza dei ricercatori del WSL con il genoma di A. halleri e su precedenti progetti di ricerca sull'adattamento delle piante ai metalli pesanti e ad altri inquinanti ambientali.