Gli albini botanici: La scienza dietro le piante senza clorofilla

Immagina un albino. Cosa ti viene in mente? La maggior parte delle persone probabilmente immagina un topo bianco, con gli occhi rosa. O forse un coniglio bianco. Poiché l’albinismo si verifica anche negli esseri umani, alcuni potrebbero evocare immagini di modelli di moda come Shaun Ross, un uomo nero con albinismo che ha sfidato gli standard di bellezza nell’era moderna. Forse più pressantemente, altri ancora potrebbero pensare alle persone albine in Africa che sono molestate e uccise perché si crede che le loro parti del corpo abbiano un significato magico.

Ecco il punto però: albinismo non è un termine veramente scientifico. È un termine colloquiale per indicare le creature prive di pigmento. La parola albino deriva dal portoghese per “piccolo bianco”. Albo significa “bianco” e il suffisso diminutivo -ino significa “piccolo”. Come tale, si applica ugualmente ad animali e piante che mancano di colore.

Quando gli animali mancano di colore, è dovuto all’assenza di melanina nella loro pelle e nei capelli. Quando le piante mancano di colore, è dovuto all’assenza di clorofilla. Mentre l’assenza di melanina può avere impatti sulla sopravvivenza degli animali perché la loro colorazione bianca li rende più evidenti ai predatori e più suscettibili a condizioni come il cancro della pelle, gli animali albini sono in grado di sopravvivere e sono sporadicamente osservati in natura. (Molti animali bianchi visti in natura sono in realtà leucistici; mancano di pigmento in molti tipi di cellule, ma di solito sono distinguibili da occhi normalmente colorati).

Le piante albine, prive della clorofilla di cui hanno bisogno per produrre cibo, tipicamente muoiono come piantine dopo che l’energia immagazzinata nel seme è esaurita. Le piante con fogliame verde e bianco variegato o con fiori anormalmente bianchi non sono considerate albine; anche se la loro colorazione può essere atipica per una data specie, queste piante sono comunque in grado di fotosintetizzare normalmente.

In rari casi, le piante albine sono in grado di sopravvivere. In laboratorio, possono essere cresciute fino a dimensioni relativamente grandi utilizzando un terreno di coltura che permette loro di assorbire le sostanze nutritive che normalmente produrrebbero nelle loro foglie attraverso le loro radici, il che è noto fin dall’inizio del 20° secolo.

L’albinismo è relativamente comune nelle piante coltivate in laboratorio attraverso l’embriogenesi androgenica delle microspore, un processo attraverso il quale i gameti maschili immaturi sono trattati con calore, radiazioni gamma, colchicina o etanolo e indotti a formare embrioni senza la presenza di un gamete femminile corrispondente. Questo processo è spesso utilizzato nello sviluppo di colture e piante ornamentali come le daylilies, al fine di ridurre il tempo necessario per riprodurre i tratti desiderabili. Non c’è bisogno di accoppiare la pianta e aspettare che formi i semi, molti dei quali non mostreranno il tratto desiderato, quando il tratto può essere isolato utilizzando il gamete della pianta che mostra quel tratto.

Si pensa che la causa dell’alta incidenza di piantine albine cresciute da tali gameti trattati sia dovuta all’interferenza nello sviluppo dei plastidi. Nelle piante sane, i protoplastidi maturano in cloroplasti, che alimentano la fotosintesi. Questi protoplastidi non maturano correttamente negli albini. L’aspetto degli albini è di solito visto come una cosa negativa in questo contesto: le colture e le piante ornamentali albine non sono vitali al di fuori di un ambiente di laboratorio e sono quindi inutili.

Interessante, in uno dei pochi casi diffusi di albinismo nelle piante in natura, potrebbe effettivamente essere un meccanismo di adattamento. Le sequoie della costa (Sequoia sempervirens), originarie della California e dell’Oregon, si riproducono sia tramite semi che tramite polloni, in cui i germogli vengono inviati dalla base dell’albero e diventano essi stessi alberi. A volte, questi polloni crescono in alberi parzialmente o totalmente privi di pigmentazione verde negli aghi. Si conoscono circa 400 di questi alberi insoliti; il primo fu scoperto nel 1866. Anche se in superficie sembrano essere organismi indipendenti, in realtà, mantengono connessioni con la pianta madre e possono anche scambiare nutrienti. Per questo motivo, i polloni che crescono in alberi con aghi albini possono effettivamente raggiungere l’età adulta (anche se in forma stentata). Anche se non sono in grado di fotosintetizzare, ricevono gli zuccheri necessari dalla pianta madre.

Mentre alcuni hanno teorizzato che queste sequoie fantasma sono anomalie parassitarie, poco più che sanguisughe botaniche che non riescono a lanciare e trascorrono la loro vita spugnando i loro genitori, una nuova ricerca ha suggerito che in realtà aiutano la pianta madre assorbendo metalli pesanti e altre tossine. C’è una maggiore incidenza nelle aree note per avere terreni contaminati da metalli pesanti e sequoie albino hanno dimostrato di contenere tassi molto più elevati di tali metalli come nichel, cadmio e rame che circostante, normalmente pigmentato, alberi.

Perché le sequoie hanno genomi esaploidi – vale a dire che hanno sei copie del loro codice genetico in contrasto con le due nei genomi umani – hanno una probabilità molto maggiore di esibire mutazioni. Metalli possono interferire con i normali processi fotosintetici e così è stato ipotizzato in uno studio dell’Università del Colorado che questi alberi bianchi in realtà servono come fegati per i loro fratelli sani, sequestrando i metalli nei loro tessuti, dove non possono danneggiare i loro genitori fotosintetizzanti. Questa ricerca è un po’ speculativa a questo punto, ma se dimostrato, può avere implicazioni per altre specie di piante pure. Pioppo balsamico, pioppo tremulo, betulla e abete bianco, così come le piante erbacee del latte, tutti occasionalmente producono anche germogli a foglie bianche.

Il fenomeno si verifica anche in alcune specie di piante micoeterotrofe, che aumentano le loro abitudini fotosintetiche con sostanze nutritive prodotte attraverso una relazione simbiotica con funghi delle radici. A volte, le piante si convertono spontaneamente all’albinismo e sopravvivono solo grazie ai nutrienti prodotti da questa relazione.

Anche se non troverete vere piante albine che infestano le corsie del vostro centro di giardinaggio locale, un allevatore ha sviluppato una sequoia a mosaico, con alcuni aghi bianchi e alcuni verdi, che potrebbe essere presto disponibile. Potreste presto ospitare un fantasma botanico tutto vostro.