L’importanza delle interazioni tra le diverse componenti dell’ecosistema delle tartufaie è stato messo in evidenza dai dati fitosociologici raccolti, che hanno mostrato come la presenza della micorriza, e del suo sintomo più evidente, la bruciata, possa condizionare la vegetazione circostante. Tale fenomeno rappresenta una strategia ecologica molto importante, come dimostra l’interesse crescente nei confronti del fenomeno negli ultimi anni. In aggiunta alla ricerca sui metaboliti coinvolti nello scambio nutritivo tra il fungo e la pianta nella simbiosi micorrizica, un crescente interesse è attualmente destato proprio dallo studio e dalla ricerca sistematica dei composti volatii emessi dai tartufi, e della loro funzione ecologica.
L’effetto fitotossico dei VOCs emessi dalle piante micorrizate è stato notato per la prima volta nei primi anni ’90 (Pacioni, 1991). Splivallo (2007) afferma che i composti volatili emessi dalle radici micorrizate con alcune specie di Tuber spp. sono in grado di indurre il fenomeno della bruciata, che si manifesta con una scarsa presenza di vegetazione nelle vicinanze della pianta micorrizata. Nel 2010 González-Armada et al. evidenziano come la flora presente all’interno e all’esterno della bruciata vari notevolmente in composizione, molto probabilmente a causa dell’influenza dei composti volatili.
In questa tesi è stato messo in evidenza come la bruciata influenzi negativamente la ricchezza floristica spingendo la selezione verso specie dicotiledoni afferenti alla famiglia delle Fabaceae. Le Terofite e, secondariamente, le Emicriptofite biennaii, risultano le forme biologiche dominanti, a testimonianza della pressione allelopatica dei composti volatili
emessi dalle radici micorrizate che selezionano specie vegetali a ciclo annuale o al massimo biennale.
Attualmente, circa 200 VOCs sono stati identificati in varie specie di tartufo, alcuni di essi descritti per la prima volta (Splivallo, 2007), ed il loro numero è in continua crescita (Tarkka & Piechulla, 2007). Una lista dei metaboliti secondari dei tartufi riportati in letteratura è presente in Splivallo (2007), ed ha rappresentato il punto di partenza dell’indagine svolta per lo studio dell’attività biologica di VOCs sull’insetto infeudato al tartufo, L.
cinnamomea. L’insetto saggiato, un coleottero che da tempo ha stabilito una
relazione trofica esclusiva con i carpofori del genere Tuber, si è dimostrato attratto significativamente dalla miscela di composti emessa da alcuni carpofori di tartufi neri. Si conferma, quindi, l’azione attrattiva dei VOCs dei tartufi, ipotizzata anche in passato (Pacioni et al., 1991; Hochberg et al., 2003), con la funzione di attrarre insetti che indirettamente ne diffondano le spore e garantiscano la diffusione della micorriza nell’ambiente. Tra le sostanze sintetiche saggiate sul sistema olfattivo dell’insetto, inoltre, le femmine di L. cinnamomea hanno mostrato di percepire in maniera significativa i composti solforati (es. dimetilsulfide). Questa sostanza è un componente dello spettro di quasi tutte le specie di Tuber (Mauriello et al., 2004) ed è responsabile del tipico e pungente aroma di molti tartufi. Il risultato è in accordo con studi precedenti (Pacioni et al., 1991), in cui questo composto era stato ritenuto responsabile della maggiore attrazione di coleotteri micofagi (tra cui spiccava anche allora L. cinnamomea).
I VOCs sono rilasciati nel corso dell’intero ciclo vitale del tartufo, che include il micelio, la micorriza e il carpoforo (Talou et al., 1989; Menotta et
al., 2004; Zeppa et al., 2004; Splivallo et al., 2007a, 2011). Per questo
emessi dalle foglie di Q. pubescens micorrizate e non, ipotizzando una differenza nell’emissione delle sostanze, sia in quantità che in qualità.
Come già messo in evidenza da Tumlinson et al. (1996) i composti volatili giocano un ruolo fondamentale nell’indurre nelle piante attaccate da fitofagi un processo di difesa indiretta. Guerrieri et al. (2004) e Schausberger
et al. (2012) hanno dimostrato come le piante micorrizate rispetto a quelle
non micorrizate varino l’emissione dei composti volatili aumentando le proprie difese nei confronti dei nemici naturali. Anche dagli estratti analizzati in questo studio, provenienti da piante di roverella micorrizate e non, i gas- cromatogrammi hanno messo in evidenza differenze nell’emissione di VOCs, sia dal punto di vista qualitativo che quantitativo. Sebbene le differenze qualitative siano risultate minime, quelle quantitative risultano più evidenti: alcune sostanze emesse elevata quantità dalle piante non micorrizate, presentano un’emissione drasticamente ridotta nelle piante micorrizate. Questo fa pressuppore che le osservazioni fatte in passato in diversi studi (Gehring & Whitham, 1991; Del Vecchio et al., 1993; Gehring et al.,1997; Kolb et al., 1999; Mueller et al., 2005), dove si afferma che le piante micorrizate con ectomicorrize influenzano in maniera negativa la presenza dei fitofagi, siano proprio dovute alla differenza nell’emissione dei composti volatili e soprattutto al fatto che le piante micorrizate con ectomicorrize emettono un quantitativo minore di composti volatili attrattivi per i fitofagi.
A verifica di tutte le osservazioni fatte, si è cercato di mettere a punto un modello di studio che permettesse di controllare tutte le variabili indesiderate. Per tale motivo sono state ottenuti cloni di roverella mediante la tecnica della micropropagazione; la successiva micorrizazione in vitro, ottenuta con endomicorrize del genere Glomus, ha permesso di operare in un ambiente controllato e controllabile, identico per entrambe le tesi considerate (piante micorrizate e non), con la finalità di ottenere piantine micorrizate
identiche a quelle non micorrizate, per eseguire ulteriori estrazioni dei composti volatili. In questo caso, dall’analisi effettuate al GC-MS, si è confermata la variazione dei composti volatili emessi da piante micropropagate e micorrizate in vitro. Data la presenza di sostanze differenti nei profili chimici delle due tesi analizzate, e sulla base delle ricerche precedenti che hanno messo in risalto la capacità delle piante micorrizate con endomicorrize di difendersi meglio rispetto ad altre piante non micorrizate (Guerrieri et al., 2004; Schausberger et al., 2012), si può ipotizzare che le micorrize, in generale, influenzino l’emissione dei composti volatili; inoltre, a seconda del tipo (ecto o endo-micorriza), possono essere presenti delle variazioni qualitative o quantitative nell’emissione dei composti. La differenza nelle emissioni dei composti volatili può influenzare in maniera diversa le interazioni con i diversi organismi a diversi livelli trofici.
È opportuno, quindi, considerare che una stessa pianta può comportarsi e interagire diversamente con l’ambiente che la circonda in dipendenza delle micorrize con cui instaura un rapporto di simbiosi. In conclusione, è possibile affermare che la differente emissione dei composti volatili riveste un ruolo fondamentale nel regolare i rapporti trofici che si instaurano tra vegetale e fitofago sia nella parte ipogea che epigea della pianta micorrizate.
Il lavoro è stato reso possibile solo adottando un approccio multidisciplinare, necessario per integrare i diversi aspetti affrontati. La complessità della tematica ha reso essenziale la contestualizzazione delle indagini ad un modello ben definito: la roverella, il tartufo e il suo principale fitofago. Nonostante si sia fatto riferimento ad uno specifico sistema, i risultati ottenuti, importanti da un punto di vista ecologico, potrebbero fungere da spunto per ulteriori indagini e condurre ad una maggiore generalizzazione dei fenomeni osservati.