BIO – Medicina Costruzione Sociale nella Post-Modernità – Educational Papers • Anno IV • Numero 16 • Dicembre 2015
Scritto in collaborazione con Eugenia D’Alterio – biologa
Passeggiando nel bosco con Jared Diamond
Una delle storie più affascinanti, circa l’uomo moderno, è quella riscritta da Jared Diamond, biologo – fisiologo ed ornitologo, nel suo saggio “Armi, acciaio e malattie”1, in cui esplora i fattori geografici, culturali, ambientali e tecnologici che, secondo il suo modello, portarono alla dominazione della cultura occidentale nel mondo. Questa storia prende le mosse dal grande balzo in avanti di 70000 anni fa quando gli uomini, anatomicamente moderni, si diffusero su tutto il pianeta. Nella sua risposta alla domanda di come l’agricoltura fu scoperta e perché ebbe successo si approda agli scaffali dei nostri supermercati. I metodi di selezione artificiale da lui descritti, nella sua spiegazione di come si domesticarono le prime piante senza conoscere le leggi della genetica, oggi, sono ancora il modello più comprensibile della nascita delle specie attraverso la selezione naturale. Egli approccia la sua spiegazione della domesticazione delle piante utilizzando un titolo didattico assai postmoderno: Come costruire una mandorla. Poiché si tratta di una narrazione rivolta al vasto pubblico, piuttosto che inseguire citazioni e documentazioni bibliografiche, questa narrazione ci immerge in un racconto evoluzionistico in cui, per apprendere ciò che accade in natura, siamo costretti ad immaginarla in termini antropomorfici.
Domesticazione delle piante selvatiche come risultato della selezione operata dai primi agricoltori
Se passeggiando in un bosco provassimo a mangiare qualche frutto spontaneo, lo faremmo sapendo che alcune piante come le fragole e i lamponi selvatici sono perfettamente commestibili. Di solito il loro odore e forma sono molto simili a quelle coltivate, anche se più piccole. Se siamo intenditori avventurosi possiamo cercare e mangiare funghi, conoscendone le specie mortalmente velenose. Ma nessuno di noi mangerebbe mandorle selvatiche, poiché, come noto, contengono tanto cianuro che ne basterebbero poche per ucciderci. La natura è piena di altre specie ugualmente non commestibili. Eppure tutte le piante oggi coltivate un tempo erano selvatiche. Come sono diventate domestiche?
La questione è particolarmente oscura in quei casi in cui la versione spontanea di una pianta, poi domesticata, ha sapore amaro ed è velenosa (come le mandorle) o è drasticamente diversa (come il mais). I fenomeni impliciti nella questione della domesticazione delle piante sono così complessi che forse un modo di affrontarli è porsi le semplici domande di chi mai può avere avuto l’idea di rendere “domestica” una pianta, e come ci è riuscito. Queste, infatti, sono state domande fondamentali nella ricerca in materia.
Al riguardo abbiamo le teorie evoluzioniste. In ogni modo, possiamo definire la domesticazione di una specie vegetale come il processo in cui la specie in questione viene fatta crescere dall’uomo –in maniera più o meno “consapevole” – in modo da farle subire quelle mutazioni (genetiche) che la rendono più utile e adatta ad essere consumata dagli umani o utilizzata in altri processi a fini umani. Di questo processo di modificazione prima casuale e manuale se ne è impossessata la genetica con livelli di intervento sempre più specializzati. Gli agronomi, ad esempio, conoscono le specie coltivate e cercano di farne nascere di nuove più forti e produttive, tramite la selezione delle varietà migliori e grazie alle più recenti tecniche di ingegneria genetica, sfida primaria per sopperire alla richiesta di cibo di una comunità mondiale che raddoppierà nei prossimi anni. La domesticazione delle piante iniziò, circa, diecimila anni fa, un’epoca in cui la conoscenza disponibile non comprendeva nozioni di ereditarietà. I primi “agricoltori” non avevano nessun modello a cui ispirarsi né potevano sapere se i loro tentativi avrebbero portato a un desiderato risultato finale.
Programmati come siamo a pensare in termini di causa – effetto, ci è difficile immaginare che la domesticazione sia avvenuta “in modo inconsapevole”. Infatti, come sarebbe stato possibile, ad esempio, mutare una mandorla velenosa in una commestibile in modo inconsapevole? Fino a quali cambiamenti si dovettero apportare per rendere una pianta selvatica più produttiva o meno tossica? La questione è ancora più interessante se si pensa che non tutte le specie vegetali, poi, sono state domesticate allo stesso tempo, ad esempio, la coltivazione dei piselli risale a 8000 anni fa del calendario cristiano, le olive dal 4000 a C., le fragole dal Medioevo e le noci pecan solo dal 1846, per non parlare di alcune piante il cui frutto è universalmente apprezzato, come certe querce ricercate per le loro ghiande, che resistono ancora, oggi, alla domesticazione. Per quale motivo gli ulivi si sono arresi ai contadini preistorici e le querce sfidano ancora, oggi, i più preparati agronomi?
Se attribuiamo alle piante un punto di vista evoluzionistico simile al nostro, noi, umani, come specie, dobbiamo essere consapevoli che la domesticazione è una procedura che va oltre l’evoluzione naturale. Come tutti gli esseri viventi i vegetali devono propagare la loro discendenza in luoghi dove questa possa prosperare e fare sopravvivere i geni ereditati. Se i piccoli degli animali, quando è il momento giusto, possono abbandonare la tana o volare via dal nido, le piante, invece, sono costrette a “chiedere un passaggio”. Alcune specie hanno semi adatti ad essere trasportati dal vento o dall’acqua, mentre molte altre si servono di piccoli o grandi animali che fanno da tramite, che attratti, ad esempio, dal colore e/o profumo del frutto succoso che avvolge i semi se ne cibano. In questo modo, i semi vengono sputati o evacuati in qualche punto distante dalla pianta madre o “viaggiano” per migliaia di chilometri.
Può sembrarci strano che i semi riescano a resistere al processo di digestione e defecazione per poi germinare, ma accade proprio così. Alcuni semi devono necessariamente fare questo iter per poter germogliare. È il caso di un tipo di melone africano che si è specializzato a farsi trasportare dall’oritteropo, con il risultato che i suoi frutti si trovano in gran parte nelle zone usate come latrine da questo animale. Prendiamo le fragole selvatiche, quando i semi non sono ancora pronti a germinare il frutto che li contiene è verde, duro e acido, per poi, a sviluppo completo, diventare dolce, tenero e di un bel colore rosso accesso. Questo è il segnale per molti uccelli, come i tordi, che beccando i frutti e volando via, trasportano lontano i semi maturi.
È ovvio che tutto questo non è un piano studiato, in modo consapevole, dalle fragole per attirare gli uccelli solo quando i semi sono pronti. Né i tordi hanno mai pensato di domesticare le fragole. Tutto è opera della selezione naturale che agisce nel corso dell’evoluzione: le piante con i frutti giovani più verdi e più acidi sono lasciati indisturbati dagli uccelli e hanno scarse possibilità di propagare i loro geni; le piante con i frutti maturi più colorati e dolci hanno più successo con gli uccelli che ne propagano la loro discendenza.
Questo meccanismo della selezione naturale si ripete in innumerevoli altre specie a favore della loro sopravvivenza. Così, per definizione, le ghiande sono adatte agli scoiattoli, i manghi ai pipistrelli, certi carici (genere di piante della famiglia delle piperacee) alle formiche e così via. È un meccanismo che soddisfa, in parte, la nostra definizione di domesticazione, perché le modifiche genetiche, in queste piante, le rendono più utili a chi se ne ciba. Ma nessuno potrebbe classificare questo processo evolutivo come una domesticazione, perché scoiattoli e uccelli non coltivano un bel nulla.
I primi passi verso l’agricoltura furono dello stesso tipo: inconsapevoli. Alcune piante mutarono in maniera tale da essere gradite all’uomo che capì e imparò ad “aiutarle” a disperdere i semi. Le latrine potrebbero essere state, poi, i laboratori dei primi, inconsapevoli, agricoltori. Non solo attraverso gli escrementi l’uomo avrebbe potuto seminare, involontariamente, le piante di cui si nutriva ma nel tragitto potevano lasciare cadere qualche frutto, mentre altri frutti marcivano e venivano buttati via, ma anch’essi contenevano semi vitali che disperdendosi nell’ambiente aumentavano la diffusione e la forza riproduttiva di quelle piante. Inoltre, alcuni semi piccoli, come quelli delle fragole, erano inevitabilmente ingeriti e poi eliminati con le feci, mentre quelli più grossi venivano di solito sputati. In breve, si potrebbe dire che i primi “laboratori di agronomia” devono essere stati i cumuli di rifiuti e le latrine. I semi che finivano in uno di questi luoghi appartenevano, in ogni modo, a quelle piante commestibili che l’uomo, per un motivo o per l’altro, gradiva particolarmente. Quando i primi “agricoltori” iniziarono a seminare, si rivolsero, certamente, alle piante che avevano scelto, intenzionalmente, di raccoglierne i frutti, anche se non conoscevano i processi genetici dell’ereditarietà secondo cui piantare i semi dei frutti più grossi e gustosi dà come risultato, con grande probabilità, altre piante dai frutti simili.
Quando, ad esempio, ci inoltriamo nei rovi circondati da nugoli di zanzare in un’afosa giornata estiva, non lo facciamo in modo casuale ma, più o meno consapevolmente, scegliamo il punto che ci sembra migliore per la raccolta delle more. Ma con quali criteri? Innanzitutto, come è ovvio, in base alle dimensioni dei frutti e della nostra intenzionalità. Infatti, il gioco non varrebbe la candela quando si rischiano insolazione e punture per un pugno di “bacche”. Ecco uno dei motivi per cui le specie coltivate hanno frutti più grossi di quelle selvatiche. Le fragole e i lamponi giganti che troviamo, oggi, nei supermercati sono dovuti agli ultimi secoli di colture e selezioni.
Con i piselli accade qualcosa di ancora più evidente. Attraverso la selezione dei primi agricoltori, questi legumi divennero dieci volte più grossi dei loro antenati selvatici. Per millenni l’uomo ha raccolto questi piccoli piselli spontanei, proprio come noi, oggi, raccogliamo le more di bosco, prima che la selezione degli esemplari più grossi e più allettanti secondo quel procedimento che noi, oggi, chiamiamo agricoltura, facesse sì che le dimensioni medie aumentassero di generazione in generazione. Analoghi discorsi si possono fare per le mele che, nella versione domestica, si sono triplicate di diametro, e per il mais: mentre le pannocchie del mais selvatico sono lunghe poco più di un centimetro, in Messico si era arrivati già nel 1500 d. c. a pannocchie di 15 centimetri, e alcune varietà moderne raggiungono i 40-45 centimetri.
Un’altra differenza evidente tra i semi delle piante spontanee e di quelle coltivate (domesticate) è il fatto che i primi sono, solitamente, assai amari. Questo è un prodotto della selezione naturale nell’evoluzione: molte piante hanno sviluppato semi dal sapore disgustoso o, addirittura, velenosi, per dissuadere gli animali al mangiarli. La selezione naturale ha, dunque, operato su frutti e semi in modo opposto: i primi devono essere dolci e attirare l’attenzione, i secondi devono avere un cattivo sapore in modo tale da essere sputati, altrimenti verrebbero masticati e resi incapaci di germinare.
Le mandorle sono un esempio lampante di selezione naturale. Quasi tutte le mandorle selvatiche contengono un composto chimico assai amaro chiamato amigdalina che, a sua volta, scindendosi produce il velenosissimo cianuro. Una manciata di questi semi basterebbe a uccidere una persona sprovveduta che non si faccia scoraggiare dal loro sapore amaro. Ma, se il primo passo verso la domesticazione è sempre consistito dalla raccolta di frutti selvatici, allora, chi può avere mai pensato di portarsi a casa una manciata di mandorle velenose?
La risposta, evidentemente, sta nella presenza di una mutazione occasionale in un gene che impedisce al mandorlo di sintetizzare l’amigdalina. Nei boschi, questi alberi sfortunati muoiono senza progenie, perché gli uccelli, di solito, ne mangiano tutti i semi. In ogni modo, e poiché non abbiamo altra modalità di immaginare l’evoluzione che non sia antropomorfica, si potrebbe ipotizzare che forse qualche agricoltore primitivo si sia accorto della novità della mutazione, così come ancora al giorno d’oggi capita con alcune querce le cui ghiande sono dolci e non amare come di solito. Quindi, i semi dolci furono gli unici semi che i primitivi si portarono a casa e che piantarono, prima, inconsapevolmente, tra i loro rifiuti organici, e poi, deliberatamente, nei loro “campi”.
Mandorle selvatiche sono state trovate in siti della Grecia risalenti a 8000 anni fa e attorno al 3000 a. C., ed erano già domestiche sulle coste orientali del Mediterraneo. Nella popolare tomba del faraone Tutankhamon, morto nel 1325 a. C., furono lasciate anche alcune mandorle che dovevano, secondo le credenze di quella cultura, servire a sfamarlo nell’oltretomba. Tra le piante coltivate i cui precursori non erano commestibili troviamo i fagioli di Lima, i cocomeri, le patate, le melanzane e i cavoli. In tutte queste specie vegetali una qualche mutazione deve aver dato origine a qualche esemplare commestibile, che i primitivi agricoltori domesticarono.
I criteri con cui l’uomo ha selezionato le piante da raccogliere e seminare, oltre alla commestibilità – dimensione e sapore, sono stati vari come la possibilità di ottenere frutti più carnosi o senza semi, fibre e semi oleosi, e così via. Meloni e zucche selvatiche hanno pochissima polpa attorno ai semi, ma le preferenze alimentari dei primi agricoltori fecero sì che si arrivasse a meloni carnosi e con pochi semi. Lo stesso accadde per le banane, che nel passaggio da selvatiche a coltivate persero i semi. Questa mutazione ha spinto gli agronomi, in tempi recenti, a produrre arance, uva e cocomeri senza semi. L’assenza di semi dimostra come l’uomo possa modificare il cammino dell’evoluzione naturale: un frutto che in origine ha la sola funzione di contenere e far disperdere i semi (informazione genetica) ne diventa, mediante l’intervento dell’uomo, del tutto privo (la riproduzione in questo caso è asessuata per innesto o altra procedura).
Frutti e semi oleosi furono anche selezionati in tempi primordiali. L’olivo, ad esempio, fu tra le prime piante da frutto ad essere domesticate nel Mediterraneo, attorno al 4000 a. C. Le olive coltivate sono non solo più grosse ma, anche, molto più oleose delle loro varietà selvatiche. Altre piante che subirono la stessa pressione selettiva, umana, sono il sesamo, la senape, i papaveri e il lino, a cui si sono aggiunte, in tempi moderni, il girasole, il cotone e la colza.
Il cotone è soprattutto una fonte di fibre tessili. Allo scopo si utilizzano i peli (fibre) che rivestono i semi, e i primi agricoltori si diedero da fare per selezionare piante di cotone dai peli (fibre) più lunghi. Nel lino e nella canapa, invece, le fibre si ricavano dagli stessi steli, e quindi la pressione selettiva fu in favore di gambi sempre più lunghi. Quindi, anche se generalmente pensiamo alle piante domesticate solo in termini alimentari, non dobbiamo dimenticare anche piante come il lino che furono una delle prime specie di piante domesticate attorno al 7000 a. C. e che il lino rappresentò la principale fibra tessile in Europa fino alla rivoluzione industriale, quando tale coltivazione fu soppiantata dal cotone.
Fin qui abbiamo osservato che la domesticazione delle specie selvatiche di piante in specie coltivate ha implicato la selezione di mutazioni naturali visibili e vantaggiose. Frutti più grossi, dolci e carnosi, semi più oleosi, fibre più lunghe. I proto-agricoltori raccolsero così qualche esemplare che possedeva caratteristiche evidentemente eccezionali e, casualmente, lo fecero germinare, compiendo così i primi passi sulla strada della domesticazione vera e propria. Esistono, però, altri tipi di cambiamenti che non coinvolgono caratteristiche immediatamente percepibili come, ad esempio, le dimensione di una bacca, dove i mutamenti avvengono grazie ad altri fattori e ad altri tipi di pressioni selettive.
Un tipo di modificazione riguarda il meccanismo di dispersione dei semi. Molte piante hanno evoluto dei sistemi specializzati per spargerli in giro, il che fa sì che gli uomini non li possano raccogliere in modo efficiente e sufficiente. Queste specie diventano utili solo se una mutazione genetica impedisce loro di compiere la dispersione, potendo così essere raccolte e avviate alla domesticazione.
Un esempio di questo processo è il pisello i cui semi (la parte commestibile) sono racchiusi in un baccello. I piselli selvatici, ad esempio, devono in qualche modo far uscire i semi da questa custodia per farli germinare e così hanno evoluto un meccanismo che fa esplodere il baccello al tempo della maturazione, ma alcune piante soffrono di una mutazione di questo gene che dà il via all’esplosione. Questa mutazione se è letale, in natura, perché i semi non possono germinare è utile all’uomo che può raccogliere i baccelli integri, aprirli e portarsi i semi per coltivarli con la probabilità di iniziare la selezione e domesticazione delle piante mutanti. Lo stesso è accaduto ad altre piante “esplosive” in natura come le lenticchie, il papavero e il lino.
I semi del grano dell’orzo selvatico, ad esempio, non sono racchiusi in un baccello ma stanno in cima ad uno stelo che all’epoca della maturazione si mette a vibrare per farli cadere al suolo. Basta la mutazione di un solo gene per far sì che ciò non avvenga. Anche qui una mutazione in natura, fatale per la pianta, diventa utile all’uomo: i semi del grano mutante non si spargono in giro ma qualcuno può raccoglierli e coltivarli. Così avvenne che i primi agricoltori propagarono questa mutazione piantando solo semi del tipo utile, invertendo il corso dell’evoluzione naturale. Piante con un gene utile alla pianta ma sgradito all’uomo furono così selezionate e sostituite da piante con un gene “letale” ma favorevole alla raccolta e coltivazione. Questo primissimo esempio di miglioramento di una specie da parte dell’uomo risale a più di 10000 anni fa e segna l’inizio dell’agricoltura nella Mesopotamia.
Un altro tipo di mutazione riguardo la dispersone dei semi è ancora meno evidente. Le piante annue che vivono in zone con clima instabile non possono permettersi di rilasciare tutti i semi allo stesso momento, se così fosse basterebbe un’improvvisa gelata o un periodo di siccità per decimare tutti i germogli, precludendo la possibilità di riproduzione delle stesse. Queste specie, allora, hanno cresciuto le loro chances di sopravvivenza grazie a meccanismi inibitori (tramite mutazioni genetiche) della germinazione che rendono i semi inattivi anche per anni. In questo modo, se una calamità naturale decima un gran numero di germogli, ci sarà sempre qualche seme che potrà germinare più tardi, in condizioni propizie.
Una modalità che si è sviluppata nelle piante selvatiche è quella di avvolgere i semi in una corazza ossia in qualche involucro protettivo. Succede così, ad esempio, per il grano, l’orzo, il pisello, il lino e il girasole. Di conseguenza, pensiamo a cosa può essere successo nei primi stadi dell’agricoltura: i proto-agricoltori piantando certi semi impararono, a loro spese, a riconoscere semi che germinano immediatamente dando origine ad altre piante che possono essere seminate l’anno successivo, mentre altri semi non germogliano affatto.
Ovviamente, deve esserci stata qualche pianta mutante privata di involucro per i suoi semi o di meccanismi inibitori della germinazione, per cui i loro semi germogliavano subito e tutti insieme. Così i proto-agricoltori hanno cominciato a selezionare questo carattere con la domesticazione come hanno fatto selezionando piante con frutti più grandi e succosi, grazie al circolo virtuoso semina-crescita-raccolto-semina. Queste modalità, proprio come quelle nei meccanismi di dispersione dei semi, hanno caratterizzato la domesticazione del grano, dell’orzo, dei piselli e di tante altre specie.
Altro cambiamento, invisibile, ha a che fare con la riproduzione delle piante. Come abbiamo visto, un tipico meccanismo di domesticazione prende le mosse dal fatto che una mutazione genetica (semi più grossi, frutti più dolci ecc) rende una certa pianta più utile all’uomo. Se queste specie mutanti si incrociano con altri individui questo carattere potrebbe non esprimersi o sparire del tutto. Come può essersi conservato, allora, un tale cambiamento a beneficio dei primi agricoltori?
Occorre specificare che le mutazioni, nelle specie che si riproducono autonomamente, ossia che si propagano per via vegetativa (propagazione agamica o asessuale) si conservano nella progenie di piante perché geneticamente identiche alla pianta madre (cloni). La riproduzione per via vegetativa indica la capacità di molte piante di dare origine ad un clone dello stesso individuo a partire dalla trasformazione e sviluppo di una sua struttura o organo preesistente, in modo spontaneo (attraverso stoloni, rizomi, tuberi etc). La propagazione vegetativa, sfruttata anche dall’uomo, è svantaggiosa a livello evolutivo ed adattativo poiché le nuove piante risultano dei veri e propri “cloni”, (cioè copie) perfettamente identici alla pianta madre. Il configurarsi di una popolazione di piante in cloni , però, oltre a impossibilitare i processi di adattamento sopprime la variabilità genetica della popolazione stessa e ogni forma di selezione naturale, con un aumento esponenziale di rischio alle variazioni ambientali e agenti infestanti, condizione che può distruggere tutte le piante di quella specie.
Ma le piante in natura si riproducono, soprattutto, per via sessuale ossia gamica, quindi la fecondazione avviene o con la presenza di individui separati, l’uno con la parte maschile e l’altro con la parte femminile e queste piante sono dette dioiche2, oppure la stessa pianta porta entrambe le parti maschili e femminili, dette piante monoiche. La riproduzione sessuale, incrociando i loro geni, favorisce variabilità e adattabilità e il normale corso della selezione naturale nell’evoluzione. Ma altre mutazioni possono colpire il sistema di riproduzione di entrambe le piante sia a riproduzione agamica che gamica. Alcune piante, ad esempio, possono produrre frutti senza essere impollinate, il che ci dà banane3, arance e ananas senza semi; mentre altre piante possono cominciare ad autoimpollinarsi4, come avviene per prugne, pesche, mele, albicocche e ciliegie. Grazie a questi meccanismi riproduttivi i primi agricoltori, pur non sapendo nulla della genetica dei vegetali, si trovarono a domesticare specie che si riproducevano nel modo a loro più utile e che si potevano riprodurre di nuovo.
Abbiamo visto così che le qualità selezionate e domesticate dai primi agricoltori non erano solo visibili, come la dimensione e il sapore dei frutti ma, anche, meno visibili, come i meccanismi di dispersione del seme, di inibizione della germinazione e di riproduzione. Nelle varie piante vennero così forzate caratteristiche assai diverse e, a volte, diametralmente opposte: furono preferiti i girasoli con i semi più grandi e le banane senza semi, la lattuga con le foglie più grandi e i meloni senza foglie. Particolarmente istruttivi sono i casi in cui da un’unica specie sono state selezionate varietà diverse per diversi scopi. La bietola era già coltivata dai babilonesi per le foglie (come si fa ancora oggi per certe sottospecie), poi fu selezionata per dare grossi tuberi commestibili (le barbabietole) e infine, nel XVII secolo, per produrre lo zucchero. I cavoli, probabilmente coltivati in origine per i loro semi oleosi, si diversificarono ancora di più, furono selezionati di volta in volta per le foglie (le verze), gli steli (i cavoli rapa), i germogli (i cavolini di Bruxelles) o per le infiorescenze (i cavolfiori e i broccoli).
Processo di autoselezione delle piante
Finora abbiamo parlato della trasformazione delle piante selvatiche come risultato della selezione, più o meno consapevole, operata dai primi agricoltori, i quali si portavano ai loro orti i semi delle varietà utili, che propagavano di anno in anno con nuove semine. Ma molti cambiamenti furono dovuti anche a un processo di autoselezione delle piante. Con l’espressione darwiniana “selezione naturale” ci riferiamo al fatto che alcuni individui di una specie hanno maggiore possibilità di sopravvivere e/o riprodursi rispetto ad altri individui della stessa specie, in condizioni naturali: è questo diverso tasso di riuscita su cui opera la selezione. Se le condizioni esterne cambiano, possono cambiare anche le caratteristiche che rendono un individuo più adatto, e tutta la popolazione è soggetta a un cambiamento evolutivo. L’esempio classico in questo senso è il cosiddetto melanismo industriale. In Inghilterra nel XIX secolo, a causa dell’inquinamento atmosferico, i tronchi degli alberi diventarono scuri di fuliggine, come conseguenza, in una specie di falene che era sempre stata in grande maggioranza di colore chiaro si notò un forte aumento degli esemplari di colore scuro che si camuffavano sui tronchi anneriti e potevano sfuggire ai predatori.
La nascita dell’agricoltura cambiò l’habitat di molte piante, proprio come la rivoluzione industriale fece con le falene. Un suolo arato, concimato, irrigato e liberato dalle erbacce è assai diverso dall’arido pendio di una collina (habitat originario di molti cereali). Molte modificazioni nelle piante coltivate, infatti, si devono a pressioni selettive causate da mutamenti nell’ambiente. Ad esempio, con la semina intensiva aumenta la competizione per sopravvivere; i semi più grossi che possono sfruttare le condizioni favorevoli e crescere in fretta sono avvantaggiati rispetto a quelli più piccoli, meglio adatti a terreni più aridi e meno fertili, dove la densità è minore. Questo tipo di pressione fu un fattore decisivo nell’aumento della dimensione dei semi durante la domesticazione.
Ma, per quali motivi alcune piante si lasciano domesticare con facilità ed altre no? Perché alcune hanno ceduto già in epoca primitiva, altre nel Medioevo e altre ancora si sono rivelate inattaccabili? Possiamo trovare molte risposte esaminando in dettaglio ciò che sappiamo essere avvenuto nella Mesopotamia.
Storia dell’agricoltura in Mesopotamia in una noce
Le prime specie coltivate nel Vicino Oriente, circa 10000 anni fa, furono il grano, l’orzo e i piselli, tutti derivano da varietà selvatiche abbondanti, commestibili e di rapida e facile crescita. Bastava seminarle e raccoglierle dopo pochi mesi: una bella comodità per i primi pionieri, sempre in bilico tra la vita nomade del cacciatore-raccoglitore e quella sedentaria dell’agricoltore. Inoltre queste varietà selvatiche si potevano immagazzinare senza problemi (al contrario, ad esempio, delle fragole e della lattuga); erano per lo più ermafroditi sufficienti5 che si autoimpollinavano e trasmettevano ai discendenti tutti i geni utili; e bastavano poche mutazioni genetiche per renderli domestici (due solo nel grano, ad esempio: la mancata dispersione dei semi e la germinazione uniforme).
Attorno al 4000 a. C., si domesticarono le prime varietà da frutto, tra cui le olive, i fichi, i datteri, i melograni e l’uva. Queste varietà, rispetto ai cereali e ai legumi, avevano lo svantaggio di maturare lentamente, visto che non fruttificavano per tre anni dopo la semina, e raggiungevano un regime soddisfacente di produzione solo dopo un decennio. È chiaro che coltivare questi alberi era un compito possibile solo per popoli che conducevano già una vita sedentaria. Si trattava comunque di colture facili perché, al contrario di molte altre specie arboree, crescevano direttamente a partire dai semi o dai germogli della pianta madre, il che dava la certezza che tutte le piante figlie avrebbero avuto le stesse caratteristiche desiderabili.
Successivamente, ancora, fecero la loro comparsa specie più difficili da coltivare, come le mele, le pere, le prugne e le ciliege. Per farli riprodurre bisogna utilizzare la difficile tecnica dell’innesto, messa a punto in Cina molto tempo dopo la nascita dell’agricoltura. L’innesto richiede molto lavoro, e il principio su cui si basa è così complesso che non può essere stato scoperto per caso: non è stato merito di un nomade che ha visto qualche bell’albero da frutto crescere come per miracolo nella sua latrina. Tutte queste difficoltà fecero sì che mele, pere, prugne e ciliegie fossero domesticate solo in epoca classica. Negli stessi secoli, però, si iniziò a coltivare un gruppo di piante molto meno problematiche i cui antenati selvatici erano considerati erbacee che infestavano i campi: la segale, l’avena, i ravanelli, le rape, le bietole, i porri e la lattuga.
Sebbene la storia raccontata sia tipica della Mesopotamia, qualcosa di molto simile accadde in altre parti del mondo. Le piante coltivate per le loro fibre, in Mesopotamia, ebbero degli analoghi un po’ ovunque: la canapa, quattro diverse specie di cotone, la yucca e l’agave fornirono tessuti e cordame in Cina, Centro America, India, Etiopia, Africa sub sahariana e Sudamerica, e furono affiancate in molte zone dalla lana fornita dagli animali domestici. Solo gli Stati Uniti e la Nuova Guinea non ebbero mai nulla del genere.
Oltre alle analogie non mancano le differenze tra le varie aree di prima domesticazione. Innanzitutto, nel Vecchio Mondo fu quasi sempre praticata una monocultura basata sulla semina a spaglio (cioè quella tecnica in cui i semi vengono gettati e sparpagliati sul terreno) e sull’aratura, possibile grazie alla domesticazione di buoi e cavalli usati come forza motrice. Nel Nuovo Mondo, dove nessun animale utile a trainare un aratro fu mai domesticato, i campi dovevano essere arati a mano, con zappe e bastoni, e i semi piantati uno a uno in apposite buche. In questo modo più specie potevano convivere nello stesso campo e la monocultura non era così diffusa.
Ci sono anche differenze sostanziali riguardo al valore alimentare delle colture. In alcune zone il ruolo dei cereali come fonte principale di calorie fu preso da tuberi e radici (la cui importanza era invece minima in Mesopotamia e in Cina): la manioca e la patata dolce in Sudamerica, la patata e l’oca (oxalis tuberosa) sulle Ande, l’igname in Africa, il taro e l’igname nell’Asia sudorientale e in Nuova Guinea. In queste due ultime aree furono importanti anche due specie arboree ricche di carboidrati: la banana e l’albero del pane.
Già al tempo degli antichi romani, gran parte delle colture ritenute, oggi, fondamentali erano diffuse in qualche parte del mondo. I popoli di cacciatori-raccoglitori che iniziarono la domesticazione avevano una profonda conoscenza del loro ambiente (come succedeva allora per gli animali) e riuscirono a sfruttare quasi tutte le specie utili, certo non tutte. I primi a coltivare le fragole furono i monaci medievali, e in tempi recenti (oltre a migliorare le piante di antica domesticazione) si sono aggiunte alla lista altre specie come i mirtilli, le more, il kiwi, le noci di macadamia, le noci pecan e gli anacardi. Ma sono piccola cosa, se paragonate al grano, al mais e al riso.
Il fallimento della domesticazione della quercia
Nell’elenco delle nostre vittorie, in tema di domesticazione, mancano ancora molte piante che potrebbero avere un valore alimentare. Un fallimento storico è rappresentato dalla quercia, le cui ghiande sono state mangiate dagli indiani d’America e hanno rappresentato la salvezza per molti contadini europei in tempo di carestia. Le ghiande sono nutrienti, ricche di amido e di oli e come molte altre bacche
hanno una componente tannica amara, ma abbiamo imparato ad aggirare l’ostacolo macinandole all’acqua, oppure raccogliendo solo quelle che una mutazione simile rese le mandorle più dolci. Ma perché non siamo riusciti a coltivare le querce? Che cosa hanno di speciale queste piante che le rende difficili da domesticare, anche da parte di agricoltori esperti, capaci di inventare una tecnica come l’innesto?
In primo luogo, le querce crescono lentamente da far perdere l’interesse a qualsiasi agricoltore, mentre, ad esempio, il grano produce il primo raccolto pochi mesi dopo la semina, e un albero di mandorle è produttivo dopo tre anni. Le querce forniscono, in natura, ghiande agli scoiattoli e ai cinghiali che se ne cibano. La riproduzione spontanea avviene quando qualche ghianda dimenticata a terra si mette a dimora naturalmente e una nuova piantina di quercia può iniziare a germinare. A fronte di questi processi naturali spontanei gli uomini primitivi avevano ben poche possibilità di riuscire a selezionare un tipo di quercia secondo i loro gusti (ghiande dolci). Problemi analoghi spiegano perché il faggio e il noce americano, i cui frutti sono stati mangiati in passato, hanno avuto una sorte simile. Infine, la causa forse più importante che ha impedito la domesticazione della quercia deriva dal fatto che il carattere “ghianda amara” non è controllato da un solo gene, come nelle mandorle, ma da un complesso di geni diversi. Un agricoltore dell’antichità che avesse provato a seminare una ghianda di tipo dolce si sarebbe trovato con ogni probabilità a crescere una pianta con caratteristiche opposte.
Abbiamo esaminato differenze tra specie di piante che possono riscontrarsi dapprima come variazioni naturali spontanee utili all’uomo, varietà di piante che poi l’uomo ha selezionato e domesticato. Se alcune caratteristiche sono state evidenti, come l’aumento della dimensione o della gradevolezza del sapore dei frutti, altre lo sono state meno come il cambiamento nei meccanismi di dispersione del seme. Ma quali che fossero i criteri di scelta dei primi agricoltori, è certo che i primi passi verso la domesticazione furono del tutto inconsapevoli e casuali. Ai nostri antenati si deve così l’inizio di una lunga strada che ha aperto alla domesticazione di piante utili alla loro e nostra sopravvivenza. Modalità, se prima inconsapevoli e casuali, che nel corso dei millenni si sono evolute in tecniche artificiali sempre più elaborate. Tecniche che, oggi, ci consentono e garantiscono anche di evitare l’estinguersi in natura di specie destinate a non più riprodursi.
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- Diamond, Jared. Armi, acciaio e malattie. Breve storia del mondo negli ultimi tredicimila anni. Einaudi, Torino, 1998
- Dioico è un termine che si riferisce alla riproduzione sessuale delle piante. Indica che gli organi riproduttivi maschili (stami) e femminili (pistillo) sono portati su due piante distinte. Esistono quindi esemplari maschili e femminili della stessa specie. Questo significa che i gameti maschili e femminili vengono prodotti su due piante diverse. Di solito la pianta maschile e quella femminile non presentano grosse differenze morfologiche, tranne al momento di produzione dei gameti, quando compaiono le strutture riproduttive. Per far sì che una pianta dioica femminile produca dei frutti e dei semi è quindi indispensabile la presenza di una pianta impollinatrice, cioè che possiede fiori maschili in grado di produrre polline. La condizione di una pianta di essere dioica è in natura alquanto poco comune, essendo nell’ambiente vegetale la condizione prevalente quella di recare nel fiore gli elementi completi dei due sessi (piante monoiche), pur avendo di norma meccanismi diversi per evitare l’autoimpollinazione. La convinzione popolare di ritenere alcune piante come “maschio” o “femmina” è spesso errata, e spesso basata su semplici considerazioni di forma dell’individuo vegetale, senza reali riferimenti alla sua effettiva condizione gametica.
- Per capire il concetto della riproduzione delle banane senza semi bisogna ricorrere al termine ploidia. In genetica con il termine ploidia si indica il numero delle serie di cromosomi presenti all’interno di una cellula. Ad esempio l’uomo all’interno di ogni cellula somatica ha 46 cromosomi, 23 ereditati dal padre (cellula germinale – spermatozoo aploide) e 23 dalla madre (cellula germinale – ovulo aploide), Quindi le nostre cellule somatiche hanno due serie di cromosomi omologhi per cui ci definiamo organismi diploidi. Numeri pari di ploidia sono ben tollerati dagli organismi e si parla di euploidia o buona ploidia, mentre numeri dispari non sono ben tollerati e difficilmente gestibili nella riproduzione binaria di una cellula e si parla di aneuploidia. Tornando alle banane che mangiamo tutti i giorni invece sono triploidi 3N e derivano dall’incrocio tra una banana tetraploide (4N) ed una diploide (2N). Ma come detto prima un numero dispari di ploidia è difficilmente gestibile durante la riproduzione per questo motivo le banane 3N non riescono a produrre gameti bilanciati e risultano sterili e privi di semi quindi si riproducono per riproduzione asessuata, ossia quando un banano viene abbattuto per la raccolta dei suoi frutti un suo ramo viene ripiantato e da quel ramo si riprodurrà un nuovo banano.
- L’autoimpollinazione è il processo nel quale il polline dalle antere cade sugli stimmi dello stesso fiore della stessa pianta.
- Si può distinguere fra ermafroditismo sufficiente ed insufficiente. Gli organismi ermafroditi sufficienti sono in grado di riprodursi in autonomia, mentre gli insufficienti hanno comunque necessità di interagire con un altro individuo della propria specie per completare la riproduzione (fecondazione incrociata). Sebbene l’autofecondazione garantisca ad ogni individuo la possibilità di riprodursi, l’evoluzione ha favorito l’affermarsi dell’ermafroditismo insufficiente in un gran numero di specie ermafrodite. Questo perché la fecondazione incrociata permette una migliore variabilità genetica rispetto all’autofeconda.
