Le vespe cinipedi cambiano la chimica delle piante per produrre galle acide

Lo studio “Extreme acidity in a cynipid gall: a potential new defensive strategy against natural enemies”, pubblicato su Biology Letters da un team di entomologi e chimici della Pennsylvania State University e della Michigan State University ha scopetto che le larve della minuscola vespa cinipide Amphibolips nubilipennis inducono la crescita di galle traslucide che contengono livelli di acidità simili a quella dei limoni sulle foglie di quercia rossa (Quercus rubra) e di altre specie di querce nordamericane. Secondo l’autore principale dello studio, l’entomologo Antoine Guiguet, «Questo è eccitante perché rappresenta un nuovo sistema di difesa che non abbiamo mai visto prima». Da decenni è noto che la maggior parte delle specie delle vespe cinipedi inietta sostanze chimiche nelle foglie per indurre le querce a produrre galle protettive attorno alle loro larve per garantire la sicurezza della loro prole durante lo sviluppo. Le galle ospitano e nutrono gli insetti durante il loro sviluppo larvale e svolgono una funzione difensiva per allontanare i nemici naturali. Alla fine, le galle alla fine cadono dall'albero e la larva della vespa si fa strada divorando la sua protezione e lasciando dietro di sé le palline a decomporsi sul suolo del bosco. Alla Penn State fanno notare che «Tutto questo lavoro richiede della chimica e, fino a poco tempo fa, i principali composti difensivi identificati nelle galle erano i tannini che si accumulano sulla superficie della galla, prevenendo i danni causati dagli erbivori che potrebbero nutrirsi della galla. In effetti, i livelli di tannino sono così alti nelle galle di quercia che, quando vengono frantumate e immerse in acqua, creano un liquido marrone scuro che forma la base di un inchiostro di lunga durata, un inchiostro che un tempo è stato usato per scrivere la Dichiarazione di Indipendenza, la Costituzione e la carta dei diritti degli Stati Uniti». John Tooker, professore di entomologia alla Penn State e coautore dello studio, aggiunge: «E’ così affascinante perché questo è un animale che usa la chimica per costringere una pianta a eseguire i suoi ordini. E’ davvero una manipolazione parassitaria. L'insetto fa in modo che la pianta produca esattamente il cibo di cui ha bisogno, il che spiega l'ipotesi nutrizionale per cui si sono evolute le galle, ma indubbiamente deve essere combinata con un aspetto di difesa, perché se hai una buona fonte di cibo, finirà che altre cose andranno a mangiarla». Nel loro studio, i ricercatori hanno rivelato una manipolazione potenzialmente nuova della chimica della pianta ospite nella galla traslucida della quercia, nella quale il cinipedi abbassano il livello di pH dell'interno delle loro galle fino a raggiungere i livelli di acidità utilizzati dalle piante carnivore. Tooker  sottolinea: «Sappiamo che un pH così basso è raro nelle piante in generale. E il pH che abbiamo misurato era vicino alla natura acida di quel che si trova all'interno di una pianta carnivora, che è più o meno la stessa di un limone. Stiamo ipotizzando che il ruolo di questo sia la difesa. Tutto ciò che volesse scavare lì dentro sarebbe scoraggiato da quell'ambiente acido». I ricercatori hanno esaminato il contenuto di acido organico della galla di quercia traslucida e lo hanno confrontato con frutti e altre galle utilizzando la spettrometria di massa, una tecnica analitica utilizzata per lo studio delle sostanze chimiche, hanno così scoperto che «L'acido malico, un acido particolarmente abbondante nelle mele, rappresenta il 66% dell'acido organico rilevato nelle galle. La concentrazione di acido malico era due volte superiore a quella delle altre galle e due volte superiore a quella delle mele». Inoltre, «Il pH della galla era compreso tra 2 e 3, rendendolo tra i livelli di pH più bassi trovati nei tessuti vegetali». Guiguet. Spiega ancora_ «L'acido malico è un componente fondamentale del metabolismo delle cellule, quindi è presente all'interno della quercia, all'interno di tutte le cellule vegetali e animali, ma solo a bassa concentrazione. La cosa sorprendente è che questa vespa è in grado di indurre il suo accumulo nel compartimento di stoccaggio delle cellule vegetali, chiamato vacuolo. Con un livello di pH inferiore a 3, la galla traslucida dellq quercia è tra i tessuti vegetali più acidi misurati fino ad oggi. Fino a questa scoperta, solo i tessuti degli agrumi erano noti per essere capaci di questa estrema acidità». I ricercatori ipotizzano che la vespa possa aver sviluppato galle acide come strategia alternativa all'accumulo di tannino osservato nella maggior parte delle altre galle di quercia: «Come i tannini, il pH basso potrebbe diminuire l'efficienza della digestione delle proteine ​​negli insetti perché le budella posteriori dei bruchi sono altamente alcaline. Ma a differenza dei tannini, gli ambienti acidi potrebbero rivelarsi efficaci anche contro le vespe parassitoidi, i principali nemici delle vespe cinipidi, in quanto potrebbero degradare il tessuto dell'organo aghiforme che le specie di vespe parassitoidi femmine utilizzano per inserire le uova nella galla». Guiguet conclude: «Il meccanismo molecolare con cui le vespe cinipedi inducono le galle a diventare acide rimane un mistero. Ora, a questo mistero abbiamo aggiunto qualcosa, dimostrando che si sono evolute con la capacità di alterare il pH». L'articolo Le vespe cinipedi cambiano la chimica delle piante per produrre galle acide sembra essere il primo su Greenreport: economia ecologica e sviluppo sostenibile.