Le alleanze sotterranee delle piante alpine

Prati rigogliosi e alberi imponenti raccontano solo una parte della storia. Gran parte di ciò che rende possibile la vita in ambiente alpino avviene infatti sottoterra, in un mondo invisibile di relazioni e scambi. Le micorrize sono importanti associazioni simbiotiche fungo-pianta a livello radicale generalmente di tipo mutualistico: entrambi gli organismi traggono vantaggio da questo tipo di interazione. In un'associazione micorrizica, il fungo colonizza le radici della pianta ospite, sia intracellularmente penetrando all’interno delle cellule radicali, come nei funghi micorrizici arbuscolari, sia extracellularmente avvolgendo esternamente l’apparato radicale, come nei funghi ectomicorrizici. Generalmente gli scambi che avvengono tra fungo e pianta sono di tipo nutrizionale: la pianta traferisce carbonio organico derivato dalla fotosintesi verso il fungo mentre il fungo capta sostanze nutritive (come azoto e fosforo) e acqua dal suolo rendendole disponibili per la pianta. Le micorrize non servono solo ad assorbire acqua e nutrienti: rendono le piante più forti, più competitive e più resistenti agli stress, dalla siccità ai suoli poveri o contaminati. Attraverso una rete sotterranea di ife, i funghi micorrizici collegano piante diverse, facilitando lo scambio di nutrienti e sostenendo la crescita dei giovani individui. A scala più ampia, queste relazioni influenzano i cicli dei nutrienti, la struttura del suolo e i processi di colonizzazione e successione della vegetazione.

Micorrize e piante alpine

Nonostante il loro ruolo fondamentale per le piante, le associazioni micorriziche sono ancora poco studiate in ambiente montano ed alpino. I funghi arbuscolari sono presenti lungo tutto il gradiente altitudinale, dai fondovalle fino alle alte quote alpine e la loro composizione, cioè quali specie fungine colonizzano le radici, cambia man mano che la vegetazione si sviluppa e gli ecosistemi maturano. È stato anche osservato che la relazione pianta-fungo può cambiare a seconda dei livelli di stress ambientale: in condizioni poco stressanti l’interazione può essere debole o persino svantaggiosa per la pianta, mentre con l’aumentare dello stress diventa più mutualistica, poiché i funghi aiutano l’acquisizione di risorse. A stress estremi, tuttavia, anche questo beneficio può ridursi, collocando la simbiosi lungo un continuum tra mutualismo e parassitismo. Le ectomicorrize, invece, sono particolarmente diffuse al di sopra del limite degli alberi ma l’altitudine non sembra essere il fattore ambientale che ne controlla la loro distribuzione. Il tipo di habitat e le proprietà del suolo, come pH e quantità di azoto, sembrano essere le caratteristiche ambientali più influenti sulle comunità fungine micorriziche, con comunità più specializzate, e quindi più vulnerabili ai cambiamenti ambientali, negli ambienti più estremi come le vallette nivali, dove il suolo resta coperto dalla neve per gran parte dell’anno. 

Cambiamento climatico e micorrize

Oltre a sostenere le piante, le micorrize contribuiscono anche al funzionamento degli ecosistemi alpini, influenzando la stabilità del suolo e il ciclo dei nutrienti. Proprio per questo, comprendere il ruolo delle micorrize è essenziale per prevedere come gli ecosistemi alpini risponderanno al riscaldamento globale. Gli effetti del cambiamento climatico agiscono sia sulle piante sia sui funghi micorrizici, che sono organismi distinti ma strettamente interdipendenti. Alcuni fattori, come l’aumento della CO₂ atmosferica, influenzano direttamente la pianta e solo indirettamente la micorriza, attraverso i cambiamenti nella fotosintesi e nell’allocazione del carbonio alle radici. Altri fattori, come l’aumento delle temperature e le variazioni delle precipitazioni, colpiscono invece direttamente anche i funghi nel suolo. Distinguere questi diversi meccanismi è fondamentale per comprendere come le simbiosi pianta–fungo reagiranno al cambiamento climatico.
Uno studio recente condotto da Arraiano-Castilho e colleghi sulle Alpi ha mostrato che il cambiamento climatico sta già modificando profondamente anche le comunità micorriziche alpine. In particolare, i funghi ectomicorrizici più specializzati degli ambienti nivali risultano tra i più vulnerabili, mentre le comunità associate al limite del bosco, più generaliste, potrebbero espandersi verso quote più elevate.  I funghi altamente specializzati, infatti, riescono a vivere solo in ambienti molto specifici, con poche piante ospiti e condizioni ben definite. Questa specializzazione li rende particolarmente efficienti, ma anche più sensibili ai cambiamenti ambientali. I funghi più generalisti, al contrario, tollerano una maggiore varietà di condizioni e possono quindi adattarsi più facilmente a un clima che cambia. Questo processo potrebbe causare un rapido rimescolamento delle comunità fungine sotterranee, con il rischio di perdita di specie e di alterazione delle reti ecologiche che sostengono gli ecosistemi alpini.

Riferimenti bibliografici

• Arraiano-Castilho, R., Bidartondo, M. I., Niskanen, T., Clarkson, J. J., Brunner, I., Zimmermann, S., Senn-Irlet, B., Frey, B., Peintner, U., Mrak, T., & Suz, L. M. (2021). Habitat specialisation controls ectomycorrhizal fungi above the treeline in the European Alps. New Phytologist.
• Arraiano-Castilho, R., Bidartondo, M. I., Niskanen, T., Brunner, I., Zimmermann, S., Senn-Irlet, B., Frey, B., Peintner, U., Mrak, T., & Suz, L. M. (2024). Climatic shifts threaten alpine mycorrhizal communities above the treeline. Fungal Ecology.
• Rillig, M.C., Treseder, K.K., Allen, M.F. (2002). Global Change and Mycorrhizal Fungi. In: van der Heijden, M.G.A., Sanders, I.R. (eds) Mycorrhizal Ecology. Ecological Studies, vol 157. Springer, Berlin, Heidelberg.
• Wahl, S., & Spiegelberger, T. (2016). Arbuscular mycorrhizal fungi in changing mountain grassland ecosystems – a challenge for research. Mycorrhiza.