I Funghi come bioindicatori della qualità dell’ambiente

Esiste una stretta correlazione tra ogni organismo e l’ambiente in cui vive, tanto che l’osservazione dell’uno, l’organismo, può fornire preziose indicazioni sull’altro, l’ambiente. E’ noto che la struttura biologica di un organismo risponde ai cambiamenti dell’ambiente con reazioni biochimiche, fisiologiche e morfologiche secondo meccanismi tuttora poco conosciuti, ma i cui effetti sono stati ampiamente riscontrati1. Queste osservazioni introducono la definizione di bioindicatore, cioè di un organismo o di un sistema biologico o, meglio, di una loro comunità, che, in funzione della sua presenza o assenza, della sua distribuzione o rarefazione, e della condizione biologica, sia in grado di segnalare alterazioni ecosistemiche circoscritte ad una specifica area e di valutarne la situazione nel tempo. Perché un bioindicatore possa essere definito come uno strumento affidabile ed utilizzabile, esso deve possedere specifiche peculiarità, cioè essere di facile reperibilità, ben conosciuto dal punto di vista genetico e funzionale, rappresentativo per il suo ruolo ecologico nell’ambiente esaminato. Inoltre un bioindicatore deve presentare una sensibilità nei confronti dell’elemento “contaminante” sotto studio facilmente distinguibile rispetto ad altri possibili fattori di stress (p.e. climatici) eventualmente presenti. Occorre sottolineare che l’impiego di bioindicatori non costituisce un metodo di valutazione alternativo alle tecniche strumentali tradizionali, ma altresì quello di provvedere un indice ecologico complementare in grado di fornirne un quadro più completo dello stato di biodiversità di un habitat.

I funghi, ed in particolare i macromiceti, cioè tutti quei corpi fruttiferi visibili ad occhio nudo, sono stati da tempo individuati, sia a livello genetico che in termini di ric-chezza e abbondanza di popo-lazione, quali possibili indicatori per il monitoraggio della bio-diversità del suolo2. I funghi svolgono all’interno di una comunità vegetale diverse attività nella regolazione dei cicli energetici e nutrizionali (funghi simbionti)3. Poiché tali attività si esplicano attraverso una rete di ife che esplora l’ambiente cir-costante in ogni direzione per centinaia di metri, ai funghi è stato riconosciuto il ruolo di vere e proprie sentinelle per valutare lo stato di salute del loro habitat4-8. La letteratura è ricca di studi sulla funzione bioindicatrice dei macromiceti ed in questa sede ne vengono riportati alcuni esempi.

Alcune specie fungine, con la semplice presenza ed abbondanza dei propri basidiomi (cioè gli sporofori generati dal micelio di un basidiomicete), possono indicare uno stato di grande sofferenza dell’ecosistema dovuta ad un eccesso di necromassa (che è in genere correlato ad un valore del pH del terreno fortemente alcalino). E’ il caso p.e. di Megacollybia platyphylla (Pers.) Kotl. & Pouzar9 (Fig. 1), che è indicatrice di notevoli quantità di sostanze azotate nella lettiera e di processi di degrado boschivo già in corso. In tale contesto si possono citare anche altre specie quali Cerrena unicolor (Bull.) Murril, Coriolopsis gallica (Fr.) Ryvarden, Trametes trogii (Berk.) e Clathrus ruber P.Micheli. Un accumulo di lettiera in una località con ristagno idrico e scarsa ventilazione, correlato ad un certo numero di basidiomi di Clitocybe phaeophtalma (Pers.) Kuyper, può essere indice di deperimento delle piante poichè l’eccesso di biomassa morta inibisce in genere i processi di riciclo legati ad altre specie fungine9. Ad alcuni funghi è stato assegnato il ruolo di indicatori di futuri processi di degrado del suolo. In questo caso si tratta di specie che, nutrendosi dei prodotti di scarto di altre specie fungine con funzione di degradatori primari, indicano un’alterazione dell’ecosistema che può essere percepita solo dopo molto tempo, quando verranno a fruttificare i degradatori primari che hanno un ciclo molto lungo e sono i principali organismi in grado di attaccare e degradare i composti organici del suolo e di provocare carie bianca e bruna9. Hanno questa 

funzione indicatrice alcune specie del genere Mycena (Pers.) Roussel10: Mycena rosea (Bull.) Gramberg (Fig. 2); Mycena pura (Pers.) P. Kumm.; Mycena pelianthina (Fr.) Quél.; Mycena galericulata (Scop.) Gray; Mycena polygramma (Bull.) Gray; Mycena amicta  (Fr.)  Quél. ; Mycena flavoalba (Fr.)  Quél.

Tra le diverse tipologie micorriziche note, cioè quelle strutture costituite dall’unione simbiotica tra funghi e radici non lignificate delle piante, le ectomicorrize interessano in modo particolare molte pian-te d’alto fusto degli ecosi-stemi forestali (ad esempio Fagus, Picea, Pinus, Quer-cus). Anche le specie fungine coinvolte sono molteplici, ed appartengono soprattutto ai Basidiomiceti (es. Amanita, Boletus, Russula).  Le ecto-micorrize, che sono così definite perché non pene-trano all’interno dei tessuti ma formano intorno ad essi uno spesso strato di micelio, oltre a costituire una barriera fisica alla penetrazione di parassiti nell’apice ed a modificare qualitativamente e quantitativamente i metaboliti vegetali emessi nella rizosfera, producono generalmente anche dei composti antibiotici che rappresentano una ulteriore barriera nei confronti di molti microrganismi del terreno. Mentre i benefici dell'ectomicorrizazione per il fungo possono essere riassunti in un più facile approvvigionamento di nutrienti e nella possibilità di completare il proprio ciclo biologico, gli effetti della simbiosi sulla pianta consistono nel miglioramento della nutrizione minerale e idrica e nella maggior resistenza a stress di origine abiotica e biotica, con un conseguente beneficio dello stato fisiologico, vegetativo e sanitario della pianta. Ad esempio Rhizopogon vinicolor  Smith (Tuber) conferisce una elevata resistenza alla siccità a plantule di Pseudotsuga menziesi (Mirbel.) (abete di douglas), e Hebeloma crustuliforme (Bull.) Quèlet (Fig. 3) mostra una maggiore efficacia nella mobilitazione dell’azoto, originato da sostanze proteiche, in Betula pendula Roth rispetto p.e. ad Amanita muscaria (L.) Lam 11,12. D’altro canto, quando un albero deperisce, è stata osservata la perdita progressiva della sua capacità di selezionare i simbionti micorrizici più efficienti, lasciando che essi siano sostituiti da altri più adatti alle mutate condizioni ambientali13. La frequenza relativa delle comunità 

ectomicorriziche varia significativamente tra le piante sane e quelle poco e/o molto deperenti13,14, costituendo un valido bioindicatore della presenza e del grado di deperimento.

Nelle simbiosi micorriziche gli scambi nutrizionali possono varia-re secondo una serie di interazioni dinamiche che coinvolgono non solo la pianta e il fungo, ma anche alcuni fattori ambientali e pedo-logici15. E’ stato ad esempio os-servato che alcuni funghi micor-rizici arbuscolari (AM), la cui specie è caratterizzata da micor-rize che penetrano all’interno dei tessuti e delle cellule dell’ospite formando delle strutture ramificate (arbuscoli), possono produrre una glicoproteina idrofobica denomi-nata Glomalin Related Soil Protein (GRSP)16. La GRSP è sensibile non solo a cambiamenti ambientali quali l’aumento di CO2 atmosferica17, ma risulta essere ottimamente correlata con la stabilità degli aggregati di particelle del suolo18, tale marcatore metabolico può essere quindi di interesse per l’osservazione e la valutazione dei cambiamenti che possono intervenire nella funzionalità del sistema ambiente-suolo.

Per lungo tempo è stata attribuita al suolo la capacità di trattenere le sostanze inquinanti con la funzione di tamponarne gli effetti tossici in tempi brevi. Tale convinzione ha portato ad una maggiore attenzione a quei comparti ambientali come l’aria o le risorse idriche superficiali dove le conseguenze dell’in-quinamento antropico si ripercuotono sull’ambiente con una maggiore im-mediatezza. La capacità del suolo di accumulare le sostanze inquinanti può comunque determinare un improvviso rilascio degli inquinanti una volta raggiunto il limite di saturazione. Anche se i meccanismi biochimici non sono stati ancora ben definiti, è comunque accettato che i metalli pesanti assorbiti possono non solo inibire la crescita fungina ma anche causarne cambiamenti morfologici e fisiologici. La loro azione tossica, che si manifesta in comportamenti eterogenei tra specie e specie, sembra tradursi principalmente nel mascheramento e modificazione della conformazione sterica dei gruppi cataliticamente attivi degli enzimi, nella denaturazione di proteine, e nell’attivazione di altri siti coinvolti nella formazione di complessi enzima-substrato, che entrano in competizione con quelli normalmente presenti19. Nell’ultimo decennio è andato sempre più maturando il convincimento di creare un termine di confronto che viene definito con il termine di “fungo di riferimento” (reference mushroom)20. Quando quest’ultimo sarà messo a punto per ogni specie, grazie all’ampiezza della composizione del campione di base, potrà essere di valido aiuto per far luce sulla funzionalità fisiologica che le concentrazioni degli elementi chimici nei funghi hanno sulla bioindicazione, sulle valutazioni tassonomiche e non meno importante, sulla stima dei metalli pesanti che vengono assunti tramite l’alimentazione, sia dall’uomo, sia dagli altri esseri viventi21.

Gli studi fino ad ora riportati in letteratura, se pur di grande interesse, appaiono più come risultati di osservazioni individuali o indagini condotte da ristretti gruppi di lavoro, che come oggetto di una ricerca sistematica e multidisciplinare. Nell’ambito delle attività svolte in questo contesto in campo nazionale, è doveroso segnalare l’iniziativa dell’Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA), che nel 2007,  avvalendosi della collaborazione di numerose unità operative (Associazione Micologica Bresadola, Agenzie Regionali per la Protezione dell'Ambiente (ARPA), Agenzie Provinciali per la Protezione dell'Ambiente (APPA), Enti Comunali e Regionali e centri di eccellenza operanti in tutto il territorio) ha avviato il “Progetto Speciale Funghi” con l’intento di promuovere studi micologici finalizzati all’individuazione e connotazione della qualità ambientale di aree ad elevato valore naturalistico, alla conservazione della diversità biologica, geologica e paesaggistica, alla gestione delle Aree Protette. Il Progetto è ambizioso e trova una sua unicità sia in campo nazionale che in quello europeo. Il “Progetto Speciale Funghi” si articola in molteplici temi di ricerca che mirano alla mappatura dei macromiceti e mixomiceti d’Italia per la stesura di un censimento della flora micologica e per la compilazione di una check list nazionale, corredata da check list regionali atte a favorire la stesura di una cartografia micologica dell’intero territorio. Come risulta dalla relazione redatta nel 2014 sull’attività svolta nell’ambito del “Progetto Speciale Funghi” (Abbinamento dei macromiceti italiani ai sistemi di classificazione degli habitat; prima correlazione tra specie fungine, habitat e coperture del suolo sul territorio nazionale), alcune delle liste di specie fungine, frutto di lavori di mappatura e censimento, arricchite da dati ISPRA, da liste di specie provenienti da erbari ed archivi sia pubblici che privati, da studi monografici etc., hanno permesso di realizzare l’abbinamento delle componenti micologiche agli habitat di riferimento secondo la codifica in uso presso i sistemi europei di coordinamento dell’informazione ambientale. Tale relazione viene considerata di fondamentale importanza quale manuale da utilizzare in diversi campi applicativi ed in particolare per realizzare quegli studi nei quali i componenti micologici siano riconosciuti come parametri essenziali degli ecosistemi nella connotazione dei processi di degrado o di risanamento.

Massimo Sinibaldi

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[20] Cocchi L., Vescovi L., Petrini O. (2006): “Il fungo di riferimento: un nuovo strumento nella ricerca micologica”. Atti del 3° Convegno Internazionale di Micotossicologia (Reggio Emilia, 6-7 dicembre 2004). Pagine di Micologia, n. 25, pp. 51-66.

[21] Cocchi L., Vescovi L., Petrini L. E., Petrini O. (2006): “Heavy metals in edible mushrooms in Italy”. Food Chemistry, Volume 98, Issue 2, pp. 277-284.

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