Ecologia: un universo di interazioni

Effettivamente la biologia dei funghi è qualcosa di unico in natura. L’immagine classica è associata generalmente ai funghi che siamo abituati a consumare come alimento, con forme variabili più o meno appariscenti e provvisti di un gambo e un cappello che emergono dal terreno. L’insieme di queste componenti viene chiamato corpo fruttifero, ed è sostanzialmente deputato alla formazione delle spore, il principale mezzo di riproduzione sessuale dei funghi. La funzione delle spore è simile a quella dei semi per le piante, ovvero la germinazione e la crescita di un nuovo individuo.

Le tecniche di dispersione delle spore sono tra le più varie, prima di tutte il vento (dispersione anemocora), e permettono alle spore di disperdersi ovunque. Masse di spore sono state trovate anche nelle nuvole, nella nebbia e nelle precipitazioni, dove queste e altre particelle biologiche possono fungere da nuclei per goccioline d'acqua e cristalli di ghiaccio e possono addirittura influenzare il clima della Terra^[2]. 

I funghi sono organismi molto complessi: i loro corpi fruttiferi possono essere apogei o ipogei^[4] (ovvero possono trovarsi sopra la superficie del suolo o al di sotto), crescono in moltissimi tipi di habitat e possono avere svariate forme (a seconda che si tratti di funghi Ascomiceti o Basidiomiceti^[5]) e dimensioni che vanno dalle microscopiche muffe ai colossali labirinti sotterranei. Inoltre, i funghi possono essere unicellulari o pluricellulari.

Tra le innumerevoli diversità morfologiche, fenologiche e biologiche che si possono riscontrare nei funghi, le caratteristiche generali che li contraddistinguono sono le seguenti:

• Eterotrofia, ovvero si nutrono di composti organici sintetizzati da altri organismi, come ad esempio i prodotti della fotosintesi delle piante, o dei resti di tessuti o rifiuti provenienti da animali e piante. Per questo motivo i funghi sono classificati come decompositori all'interno dei livelli funzionali delle catene alimentari degli ecosistemi.
• Mancanza di tessuti differenziati, il che li differenzia in modo sostanziale dalle piante.
• Produzione di spore come metodo di riproduzione sessuale

Un’altra caratteristica molto importante che contraddistingue la maggior parte delle specie di funghi è il micelio, ovvero il reticolo formato dalle ife, strutture filamentose che si diramano sottoterra. Il micelio può essere associato più ad un “processo” che una componente fisica e rappresenta la tendenza dei funghi ad esplorare e proliferare.^[6]

Miceli ed ife: labirinti intelligenti

In questo articolo, ci concentreremo soprattutto sulle caratteristiche biologiche ed ecologiche legate alla formazione e all’espansione del micelio dei funghi, andando a scoprire un mondo che per troppo tempo è rimasto nascosto sotto i nostri piedi.

La struttura e le forme che può assumere il micelio, unito alle innumerevoli funzioni che può svolgere e le impressionanti dimensioni a cui può arrivare, rendono questa struttura fungina un elemento naturale estremamente interessante, il quale presente un modello di vita che supera la nostra immaginazione.

Le strutture dei miceli nascono per estensione apicale delle ife (sottilissime strutture cellulari allungate, collegate tra loro tramite setti) che ramificandosi formano un frattale con una struttura simile ad un albero sotterraneo. Queste ife si espandono costantemente e creano delle connessioni con altre colonie di funghi, formando quindi una rete interconnessa che viene considerata come un unico, grande micelio.^[7] Queste reti non sono statiche, ma vengono continuamente riconfigurate in risposta a segnali nutrizionali o ambientali locali, danni o predazione, attraverso nuove combinazioni di crescita, ramificazione, fusione o regressione.^[8]In poche parole, il micelio è una struttura in costante espansione.

Il micelio possiede diverse funzioni: 

• mobilitazione dei nutrienti, processo ottenuto attraverso la produzione di enzimi extracellulari che decompongono il materiale organico del suolo e mettono nuovamente a disposizione gli elementi costitutivi. All’interno della fitta rete labirintica miceliare scorrono quindi acqua e nutrienti necessari alla vita del fungo.
• detozificazione del suolo, effettuata tramite l'assimilazione di acido organico e sequestro di ioni metallici^[9] 
• funzione sensoriale, ovvero la capacità delle ife di sondare il terreno alla ricerca di un luogo con temperatura e umidità adatte a far crescere un nuovo corpo fruttifero.

Tutte queste funzioni vengono svolte per permettere alla rete miceliare di crescere e proliferare: il micelio esplora costantemente il terreno circostante, si moltiplica e si diffonde nello stesso istante in tutte le direzioni possibili, alla ricerca di risorse utili. Durante il suo viaggio sotterraneo, se si incontrano depositi di nutrienti o altri “luoghi interessanti”, il micelio rafforza i filamenti in direzione di queste risorse, a discapito dei percorsi a fondo cieco.

Le dimensioni che un micelio, come unico individuo, può raggiungere sono a dir poco strabilianti: nel 1998, nel sottosuolo delle foreste della Malheur National Forest, nelle Blue Mountains dell’Oregon (USA) ne è stato scoperto un esemplare (rinominato The Humongous Fungus^[10]) che occupa 965 ettari (quasi 10 mila mq) di terreno, l’equivalente di 1.665 campi da calcio. Il fungo in questione appartenente alla specie Armillaria ostoyae, è tutt’oggi considerato l’essere vivente più grande presente sulla terra.^[11]

La straordinaria capacità recettiva e reattiva degli apici ifali (le estremità delle ife), rendono i comportamenti di questi reticoli simili a quelli di uno sciame.^[12] In questo senso il concetto di micelio è abbastanza intricato: dal punto di vista della rete, è una singola entità interconnessa, dal punto di vista dell’apice ifale, è una moltitudine.^[13]

Comprendere a fondo la natura della coordinazione miceliare non è facile poiché non esiste un controllo centralizzato: qualsiasi frammento può rigenerare l’intera rete, rendendo il micelio un individuo potenzialmente “immortale”.^[14] Inoltre, la capacità di collegarsi con altri miceli di altri funghi rende complesso capire dove finisce un individuo e dove ne inizia un altro.

Un’altra straordinaria peculiarità del micelio è la sua capacità di problem solving, ovvero l’abilità di trovare la soluzione migliore in minor tempo possibile nella ricerca di cibo e di luoghi adatti alla crescita, seguendo degli algoritmi matematici ben precisi.^[15]Uno studio del 2010 ha messo in evidenza la capacità della muffa mucillaginosa Physarum polycephalum di auto-organizzarsi, diffondersi e formare una rete paragonabile per efficienza, affidabilità e costi all'infrastruttura della rete ferroviaria di Tokyo.^[16]In questo esperimento, è stato costruito un modello identico alla rete ferroviaria della famosa metropoli giapponese e nei punti in cui la densità di popolazione è maggiore sono stati piazzati delle grandi concentrazioni di nutrimento. La muffa è riuscita a ricreare perfettamente le linee metropolitane sotterranee, arrivando nel minor tempo possibile alle riserve di cibo. Queste abilità rendono i funghi simili a degli enormi cervelli espansi (definiti anche come MENTI MICELIARI) e quindi, da un certo punto di vista, degli organismi intelligenti.

Da questa breve descrizione, possiamo capire l’enorme potenzialità dell’apparato miceliare che, nel suo espandersi ed interagire con l’ambiente circostante, crea un regno complesso e misterioso sotto i nostri piedi, elevando i funghi ai “re del sottosuolo”. Ma questa enorme rete fungina che rapporti ha con le altre forme di vita che incontra?

Simbiosi licheniche e relazioni micorriziche: un mondo di connessioni

Essendo uno dei maggiori protagonisti nella vita sotterranea, i funghi creano costantemente connessioni ed interazioni con una vastità di altri organismi.

Primi tra tutti sono i licheni, ovvero organismi che nascono proprio da un’associazione simbiotica tra un fungo ed un’alga. Si tratta di un’associazione mutualistica, dove entrambi i soggetti traggono vantaggio dalla loro collaborazione: il fungo, detto micobionte, offre una protezione fisica alle cellule algale presenti al suo interno, in cambio l’alga, detta fotobionte, svolge il processo di fotosintesi per sintetizzare zuccheri da donare al suo fungo protettore. Grazie a questa relazione, entrambi possono vivere in luoghi in cui nessuno dei due potrebbe sopravvivere da solo e colonizzare un vasto numero di habitat. Attualmente i licheni ricoprono circa l’8% della superficie terrestre, più della superficie occupata dalle foreste pluviali.^[17]

Ma la relazione più importante dal punto di vista ecologico è quella che riguarda i funghi e le piante, iniziata 400 milioni di anni fa.^[18] A quei tempi, durante il periodo geologico dell’Ordoviciano, la terraferma era un luogo decisamente inospitale, dove la vita riusciva a svilupparsi in maggior modo nell’acqua. Nonostante queste condizioni avverse, la possibilità di assorbire la luce da parte degli organismi fototrofi era più vantaggiosa sulla terraferma, così come la quantità disponibile di CO2, vantaggio che imponeva però la migrazione dall’acqua ad un ambiente mai esplorato prima. Questi organismi erano le antiche alghe verdi, antenate delle attuali piante, che essendo sostanzialmente organismi acquatici, non possedevano le radici. Senza le radici però, sulla terraferma risultava impossibile riuscire ad assimilare l’acqua e i nutrienti presenti nel suolo.

Ad aiutare le piante nell’esplorazione di questo nuovo mondo furono proprio i funghi, instaurando delle relazioni con esse tramite le ife e creando quelle che oggi vengono chiamate relazioni micorriziche.^[19] Questo processo evolutivo estremamente importante è tutt’oggi argomento di dibattito all’interno della comunità scientifica, ma al di là delle discussioni sull’origine della vita al di fuori dell’acqua, la capacità delle alghe verdi di colonizzare la terraferma fu concessa senza ombra di dubbio da questo rapporto simbiotico con i funghi. Oggi, più del 95% delle specie vegetali terrestri forma una relazione simbiotica con funghi micorrizici.^[20]

Le relazioni fra questi due organismi hanno da sempre affascinato molti scienziati e letterati appassionati di botanica, come ad esempio Tolkien che cita questo mutualismo in uno dei capitoli della sua opera più famosa, Il Signore degli Anelli.^[21]

La relazione simbiotica micorrizica è incentrata sulla capacità della pianta di produrre carboidrati attraverso la fotosintesi e condividere alcuni di questi zuccheri (fruttosio, glucosio, saccarosio ecc...) con il fungo in cambio di acqua e elementi minerali inorganici (azoto, fosforo e potassio ecc...), altrimenti non disponibili, che provengono dal suolo o dai substrati di coltura anche a distanze notevoli dall’apparato radicale della pianta. È una relazione bidirezionale di condivisione delle risorse tra due specie, quindi un classico mutualismo simbiotico. I funghi endomicorrizici dipendono dalla pianta e sia le prestazioni che la sopravvivenza della pianta sono migliorate dal fungo.^[22]

Lo studio dei funghi, o micologia, è una scienza vasta e complessa, ma che lascia sempre aperte le porte a nuove interessanti scoperte riguardo al mondo che ci ricorda. In questo senso, l’utilizzo dei funghi fa parte ormai della nostra cultura da millenni, in quanto vengono utilizzati in svariati settori, dall’alimentazione alla medicina, dalla fabbricazione di tessuti alla depurazione ambientale da composti inquinanti.

Tutte queste enormi potenzialità aprono le porte a molteplici ed interessanti utilizzi dei funghi nel mondo dell’ecosostenibilità, della tutela ambientale e dell’economia circolare, ma ne parleremo in maniera più approfondita nel prossimo articolo.

Nel prossimo articolo andremo inoltre ad esplorare alcune tra le funzionalità biologiche ed ecosistemiche delle micorrize, andando a scoprire come da un microscopico incontro tra una radice ed un fungo, possano generarsi immense reti che mettono in connessione tra loro non solo dei singoli individui di piante, ma intere foreste, ponendo le basi per il consolidamento dei più importanti ecosistemi presenti sulla Terra.

Per maggiori approfondimenti sul mondo dei funghi, vi rimandiamo alla lettura del libro “L’ordine nascosto” del biologo Merlin Sheldrake (titolo originale Entangled Life: How Fungi Make Our Worlds, Change Our Minds, and Shape Our Futures), 2020 Marsilio Editori, da cui è stata presa l’ispirazione e parte del materiale per la scrittura di questo articolo.

https://www.merlinsheldrake.com/entangled-life

Se invece siete interessati ad approfondire l'argomento su i funghi presenti all'interno del Parco Regionale dei Castelli Romani, vi alleghiamo una pubblicazione ufficiale inerente al tema:

https://www.parcocastelliromani.it/app/webroot/userfiles/file/Pubblicazioni/Funghi_Parco_Castelli.pdf