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Rolf Holderegger

Forschungsanstalt WSL

Istituto federale di ricerca WSL
Biodiversità ed ecologia della conservazione
Zürcherstrasse 111
CH - 8903 Birmensdorf

Tel: +41 44 739 25 27
Fax: +41 44 739 22 15

Articolo

Autore/i: Rolf Holderegger, Markus Bolliger, Felix Gugerli
Redazione: WSL, Svizzera
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Fino a dove volano i granuli di polline?

I granuli di polline volano lontano, assicurando una elevata diversità genetica nelle foreste. I popolamenti piccoli sono pertanto raramente isolati da un punto di vista genetico e quindi, i popolamenti da seme, risultano essere meno puri di quanto si supponesse.

lichter Föhrenwald im Jura
Fig. 1 - Il pero selvatico cresce spesso nel Giura in popolamenti aperti di pini. Clicca sull’immagine per ingrandirla. Foto: Thomas Reich (WSL)
 
Blüte der Wildbirne
Fig. 2 -  I fiori bianchi di Pero selvatico, specie piuttosto rara, sono impollinati da diversi generi di insetti.
Foto: K. Määtänen

Negli ultimi dieci anni, l'Istituto federale per la foresta, la neve e il paesaggio (WSL), con il sostegno dell'Ufficio federale dell'ambiente (UFAM) ha eseguito degli studi di paternità su varie specie di alberi autoctoni. Per eseguire tali prove, i semi di alcuni alberi e le foglie di tutti gli alberi della specie esaminata sono stai raccolti all’interno di popolamenti selezionati. In tal modo è possibile individuare le piante-madri e i loro discendenti, così come i potenziali alberi-padre. Utilizzando metodi genetici e statistici, in seguito è possibile determinare quale albero-padre ha fecondato questo o quel seme prodotto da un albero-madre cresciuto all’interno del medesimo popolamento boschivo, oppure constatare che nessuno degli alberi presenti nel popolamento può essere ritenuto l'albero-padre. In tal modo è possibile sapere quali alberi-padre sono gli impollinatori di un albero-madre, determinando su quale distanza avviene la fecondazione con il corrispettivo polline, individuando quindi a quali condizioni può prodursi una rimescolanza di tipo genetico, o ancora comprendere se l’apporto di polline proviene da aree esterne al popolamento e in quale proporzione.

Abbiamo utilizzato questi test di paternità per studiare i fenomeni di impollinazione su specie forestali dell’Altipiano e delle montagne, su specie frequenti o rare, con impollinazione entomofila (da insetti) o anemofila (tramite il vento). A tale scopo si sono scelte le Querce, il Pero selvatico, il Ciavardello, il Sorbo domestico, il Pioppo nero e il Pino cembro.

L'esempio del Pero selvatico

Il Pero selvatico è una specie piuttosto rara in Svizzera. Si ritrova in genere in piccoli popolamenti di meno di 50 individui (Fig. 1). La fioritura avviene in primavera (fig. 2) con numerose specie di insetti che partecipano alla sua impollinazione. Per illustrare la diffusione del suo polline, abbiamo scelto l'esempio di una pianta madre cresciuta in un popolamento arboreo situato nei pressi di Effingen, sulla catena del Giura argoviese (fig. 3).

Questo albero madre è stato impollinato da diversi altri Peri selvatici presenti nel popolamento. Questi alberi- padre sono spesso situati vicino alla pianta madre, anche se alcuni esemplari si trovano comunque a distanze maggiori. Inoltre, il 36% dei semi di questa pianta madre indicano che il polline maschile proveniva da alberi-padre situati al di fuori del popolamento in esame, poiché nessun albero provvisto di polline corrispondente è stato identificato all'interno del popolamento di Effingen. I Peri selvatici più vicini crescono a un centinaio fino a diverse centinaia di metri di distanza dal popolamento studiato.

Le distanze medie percorse dal polline tra tutti gli alberi madre esaminati e gli alberi padre di questa popolazione sono inferiori a 10 metri per il 51% del polline, da 10 a 40 metri per il 28% e da 40 a 120 metri nel 21% dei casi. La quota-parte di polline deposto all’interno dell’intero popolamento ma proveniente da alberi cresciuti all'esterno era del 36%.

   
Beispiel für Pollenausbreitung in einem Wildbirnenbestand  
Fig. 3 - Esempio di dispersione del polline all’interno di un popolamento boschivo di Pero selvatico presso Effingen (AG). Le frecce blu indicano quali alberi di pero selvatico del popolamento (punti neri) hanno impollinato un determinato albero-madre (punto rosso); il 36% dei suoi semi provengono dall’impollinazione di individui situati all’esterno del popolamento esaminato (grossa freccia blu). La linea tratteggiata indica il margine del bosco.
 
   

L’esempio della quercia

Stieleiche
Fig. 4 -  La quercia peduncolata (Farnia), i cui fiori vengono impollinati dal vento, è assai comune sull'Altipiano svizzero. Foto: Markus Bolliger

Abbiamo studiato la diffusione del polline sia della Rovere che della Farnia, specie forestali ad impollinazione anemofila (tramite il vento) all’interno di un popolamento situato nei pressi di Büren an der Aare (Fig. 4). In questo popolamento, dominato dalle farnie, le fecondazioni coronate da successo hanno avuto luogo prevalentemente nel contesto della stessa specie (Fig. 5). Solo un piccolo numero di discendenti (<2%) sono generate da un incrocio tra le specie e, in questo caso, l'albero-padre era in generale una Farnia (quercia peduncolata). Ciò è probabilmente dovuto alla proporzione diseguale delle due specie e all’offerta più abbondante di polline prodotto da alberi di Farnia. Tuttavia, l'incidenza di semi ibridi può variare notevolmente da un albero madre all'altro.

Come nel caso del Pero selvatico, la cui fecondazione è di tipo entomofilo (assicurata da insetti), sono gli individui più vicini quelli che solo più spesso risultati essere i padri dei semi prodotti dagli alberi-madre. Osserviamo tuttavia che la distanza di dispersione del polline all'interno del medesimo popolamento, era al massimo di 346 metri. Gli apporti di polline di provenienza esterna al popolamento hanno mediamente raggiunto il valore del 53%, quota che probabilmente comprende pure una significativa presenza di polline che ha percorso distanze elevate, che può arrivare anche a diverse centinaia di metri. Tuttavia, una parte di questo polline non ha probabilmente percorso distante elevate, poiché altre querce erano presenti entro i limiti del comprensorio esaminato.

   
Beispiel für Pollenausbreitung in einem gemischten Trauben- und Stieleichenbestand  
Fig. 5 Esempio di dispersione del polline in un popolamento misto di Rovere e Farnia situato nei pressi di Büren a. d. A. Le frecce indicano quali querce del popolamento (piccoli punti) hanno impollinato un albero-madre (punto grande). Il colore arancione indica gli alberi di Rovere, quello blu le Farnie. Gli alberi che non potevano essere attribuiti morfologicamente a una delle specie (probabilmente degli ibridi) sono indicati con il colore grigio. Una quota del 22% dei semi prodotti dall'albero-madre è stata generata da polline di provenienza esterna (grande freccia rossa). La linea tratteggiata indica il margine del bosco.
 
   

Conseguenze vantaggiose ...

Una costatazione positiva è che sono numerosi gli alberi coinvolti nei processi di impollinazione di un popolamento arboreo. Inoltre, un buon rimescolamento genetico si verifica anche in popolamenti forestali relativamente piccoli. Grazie a tali caratteristiche, sia la diversità genetica che la capacità di adattamento degli alberi vengono mantenute sia nei successivi popolamenti che si ringiovaniscono in modo naturale, oltre che nei popolamenti destinati alla produzione di semi selezionati. Questo potenziale di adattamento viene così continuamente alimentato con nuovo materiale genetico, caratteristica essenziale per la sopravvivenza di un popolamento forestale sottoposto a condizioni ambientali che cambiano rapidamente, come avviene attualmente nel caso del clima.

Una buona mescolanza genetica può essere ulteriormente promossa diradando alcuni alberi selezionati, che saranno messi in condizione di produrre un maggior numero di fiori e di semi. Per mantenere la diversità genetica locale, dobbiamo anche tenere in considerazione della componente variabile legata ai diversi alberi-padri presenti nel corredo genetico di una pianta-madre: sia in caso di raccolta di semi (includendo diversi alberi-madre distribuiti nell’interno del popolamento boschivo), oltre che quando viene favorita la rinnovazione naturale (preferendo diverse piccole aree di ringiovanimento, piuttosto che una unica estesa).

... e alcuni inconvenienti

Tuttavia questa buona mescolanza comporta anche qualche inconveniente. Quando due specie sono in grado di fecondarsi reciprocamente formando dei “bastardi”, è verosimile che questa ibridazione avvenga anche su lunghe distanze. L’ibridazione naturale tra il Ciavardello e il Farinaccio oppure tra la Farnia, la Rovere e la Roverella sono ben note. Un problema che può verificarsi anche in caso di introduzione di specie non indigene. Se queste ultime sono in grado di ibridarsi con specie autoctone, questo, prima o poi, avverrà di sicuro.

Stieleiche
Fig. 6 -  Gli alberi forestali possono anche essere impollinati da singoli alberi che si trovano al di fuori del bosco, come ad esempio nel caso di questa Farnia. Da questo risulta che i popolamenti da seme non sono praticamente mai "puri".
Foto: Thomas Reich (WSL)

Una importante quota del polline che partecipa ai processi di fecondazione proviene da alberi cresciuti all'esterno del popolamento in questione, fatto questo che implica che i geni possono spesso venire scambiati tra popolazioni anche distanti o addirittura isolate l'una dall'altra. Anche se si potrebbe ipotizzare che lo scambio di geni e di polline sia improbabile e che accada solo occasionalmente o casualmente, non è necessariamente detto che ciò non avvenga: anche popolamenti boschivi geograficamente isolati o relativamente distanti possono essere messi in relazione l’uno con l’altro grazie all'impollinazione. Ad esempio, nel caso del Sorbo domestico, a fecondazione entomofila, abbiamo potuto dimostrare che nel Canton Sciaffusa, gli scambi di polline possono prodursi anche su distanze superiori ai 16 chilometri. Anche le specie arboree più rare sono pertanto in grado di essere interconnesse maggiormente rispetto a quanto si potrebbe pensare. In casi simili di piccoli popolamenti, il problema principale risiede pertanto più nella mancanza di rinnovazione naturale, piuttosto che nel loro isolamento geografico. Anche se è evidente che la rinnovazione naturale può comunque essere favorita, grazie ad interventi di tipo selvicolturale. Questo scambio genetico tra popolamenti forestali presenta tuttavia anche un rovescio della medaglia. Anche nel caso di popolamenti da seme selezionati distanti l’uno dall’altro, una parte significativa dei semi sono stati generati da polline di provenienza esterna al popolamento. Le sementi raccolte contengono quindi inevitabilmente una miscela delle proprietà auspicate, caratteristiche del popolamento selezionato, ma anche, assai probabilmente, di proprietà indesiderate, provenienti dall'esterno. I semi raccolti non sono quindi praticamente mai «puri». Questo vale analogamente anche per i popolamenti forestali di particolare interesse per la conservazione genetica, che non possono quindi essere dispensati dal subire “infiltrazioni” di polline di provenienza esterna.

Questa relazione esistente tra alberi e popolamenti forestali che viene a crearsi grazie alla diffusione del polline e quella dei semi (argomento non trattato nel presente lavoro), favorisce quindi su larga scala lo scambio e la mescolanza genetica. In tal modo i geni si spostano circolando nel territorio, arrivando quindi in luoghi e popolamenti nei quali non erano presenti in precedenza. In considerazione di mutamenti che interessano le condizioni ambientali, ciò significa che i geni sono trasportati anche in luoghi dove in futuro potrebbero incontrare delle condizioni climatiche favorevoli al loro insediamento. In tal modo si creano quindi anche le premesse di base per la selezione naturale: laddove la diversità genetica esiste, la selezione naturale può avere inizio, consentendo ai geni più adatti di affermarsi. L’insegnamento che se ne deduce è palese: è indispensabile salvaguardare questi processi naturali.

  • Questo contributo è stato realizzato in collaborazione con la rivista La Forêt-Wald&Holz.

  • Traduzione: Fulvio Giudici, Sant’Antonino

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