In un precedente articolo del blog abbiamo visto come la lenticchia d’acqua possa divenire una nuova importante risorsa in campo agroalimentare per la produzione di mangimi proteici e nuovi alimenti, nel settore del fitorisanamento delle acque e anche per la produzione di energia a partire dall’amido.
Non si tratta tuttavia di una sola pianta, ma di una famiglia di piante che conta bene 36 specie diverse, alcune molto simili tra loro morfologicamente e difficilmente distinguibili, ma con differenti caratteristiche fisiologiche, biochimiche ed ecologiche e quindi con diverse potenzialità di applicazione.
Nel corso della caratterizzazione genetica della collezione IBBA, recentemente arricchita con cloni provenienti dalla Landolt Duckweed Collection, abbiamo ottenuto importanti risultati nel campo nella tassonomia molecolare della famiglia, scoprendo l’esistenza di due ibridi interspecifici. L’ibridazione tra due specie diverse non è una cosa troppo insolita in piante evolutivamente vicine, che non abbiano sviluppato barriere riproduttive efficienti. La cosa più insolita è che la lenticchia d’acqua si riproduce prevalentemente per via asessuale e si ritiene fiorisca piuttosto raramente in natura.
Il primo ibrido corrisponde ad una specie nota col nome di Lemna japonica, che viene spesso scambiata con Lemna minor a causa della similarità morfologica, e da cui non può essere distinta nemmeno mediante l’utilizzo di marcatori molecolari di tipo DNA barcoding.
Siamo stati invece in grado di identificare l’effettiva struttura genetica di questa specie, utilizzando il sistema di fingerprinting molecolare (TBP) sviluppato nel nostro laboratorio, che utilizza marcatori sul DNA del nucleo attraverso un’analisi estremamente rapida e semplice, e che non richiede il sequenziamento. Lemna x japonica, come più correttamente dovrà essere chiamata, è risultata derivante dall’incrocio tra Lemna minor e Lemna turionifera. La ragione dell’insuccesso della tecnologia DNA barcoding nel distinguere le due specie è dovuta al fatto che le sequenze (marcatori) utilizzate appartengono al genoma del cloroplasto, che viene ereditato (come quello dei mitocondri) solo per via materna. Per questo motivo, il DNA del cloroplasto di Lemna x japonica è indistinguibile da quello dal parentale femminile, in questo caso Lemna minor. La revisione tassonomica ha contribuito a chiarire una gran numero di classificazioni erronee di cloni, basate sulla morfologia o sul barcoding, e a ridefinire la distribuzione geografica della specie, che si credeva diffusa solo nell’Est Asiatico.
Nel secondo caso, invece, si tratta di una nuova specie criptica, morfologicamente indistinguibile da Lemna gibba, ma anche in questo caso frutto di una ibridazione interspecifica, come rivelato dalle analisi genetiche. Abbiamo identificato ben 6 cloni appartenenti a questa specie nella collezione IBBA, tutti provenienti dal bacino del Mediterraneo (Italia, Egitto, Israele) e tutti registrati come Lemna gibba.
In alcune vecchie pubblicazioni degli anni ‘70 abbiamo tuttavia trovato la citazione di una specie, simile a L. gibba, ma dalla forma meno “panciuta” (il nome deriva da questa gibbosità ventrale della fronda), descritta nel Sud Italia da tale Giuseppe Giuga nel 1973, col nome di Lemna symmeter. La nuova specie non fu ritenuta valida in quanto mancante della descrizione in latino, obbligatoria all’epoca secondo le regole della tassonomia, né mai più avvistata. Abbiamo pensato che il “nostro” l’ibrido potesse corrispondere a questa specie negletta, Lemna symmeter, ma avevamo bisogno della pubblicazione originale per poterlo verificare. La monografia, intitolata “Vita segreta di Lemnacee. Lemna symmeter G. Giuga-species nova”, risultava pubblicata a Napoli, in lingua Italiana, tuttavia non era reperibile in nessun circuito bibliotecario online né presso le Biblioteche dell’Università o dell’Orto Botanico di Napoli, come non si trovava traccia di altre pubblicazioni del suo Autore.
La fortuna ci ha arriso quando abbiamo incredibilmente reperito una copia della monografia da un venditore di libri usati tramite e-Bay, per 10€! La descrizione, completa di foto e disegni dell’Autore, lascia pensare che le popolazioni descritte in Campania corrispondano proprio al “nostro” ibrido, che si differenzia da Lemna gibba nello sviluppo dei fiori e per la sterilità degli stessi. Stiamo verificando questa possibilità, mediante induzione della fioritura nei nostri cloni. Restava, tuttavia, un altro mistero relativamente all’Autore della pubblicazione, sconosciuto come botanico. La sua peculiare identità si è rivelata nell’ultima pagina del libro nella quale sono riportati, tra gli altri scritti dell’Autore, solo scritti matematici, oltre a due ulteriori scritti sulla simmetria nello sviluppo delle Lemnaceae, di futura pubblicazione. Ulteriori indagini ci hanno infatti rivelato che Giuseppe Giuga fu un matematico napoletano, famoso per il teorema sui numeri primi noto come la “congettura di Giuga”, pubblicato nel 1950. Sono chiamati numeri di Giuga quei numeri primi che rispettano i criteri della sua congettura sulla primalità. La passione per la lenticchia d’acqua ed un acuto spirito di osservazione avevano tuttavia indotto questo studioso di matematica ad addentrarsi nella botanica da “dilettante”, fino a cimentarsi con la descrizione di una nuova specie di pianta. Con questa breve nota e con la prossima descrizione della specie ibrida, porgiamo il dovuto riconoscimento a questo scienziato Italiano e all’interdisciplinarietà della scienza.
Autore: Laura Morello
