Vita
Endofiti fungini
Ecologia di un’alleanza nascosta
Introduzione: il mondo invisibile dentro le piante
Quando osserviamo una pianta, vediamo foglie, steli, radici, fiori. Ma dentro quei tessuti esiste un microcosmo composto da funghi filamentosi, lieviti e batteri che vivono senza causare sintomi apparenti. Questi organismi sono detti endofiti.
I funghi endofiti sono onnipresenti: colonizzano quasi tutte le specie vegetali conosciute, dai muschi alle angiosperme, dai deserti alle foreste pluviali, fino agli agrosistemi.
La loro interazione con la pianta non è mai neutra: anche quando sembra commensale, ha sempre effetti ecologici e fisiologici misurabili.
Chi sono gli endofiti fungini? Classificazione ecologica
Gli endofiti non costituiscono un clade naturale: sono un gruppo funzionale.
Due grandi categorie ecologiche
- Endofiti orizzontali (Classe 2–4 di Rodriguez et al.)
- Trasmissione: per via orizzontale (spore dall’ambiente).
- Ampio spettro di ospiti.
- Colonizzazione modulata dall’ambiente.
- Effetti: da benefici a neutralità.
- Endofiti sistemici (Classe 1, “clavicipitacei”)
- Famiglie: principalmente Clavicipitaceae (es. Epichloë nei Poaceae).
- Trasmissione verticale tramite seme.
- Effetti: protezione chimica costante, difesa erbivori.
Questa distinzione è cruciale per comprendere gli effetti ecologici.
Ecologia dell’interazione: perché le piante accettano coinquilini fungini?
La pianta ospita funghi endofiti quando il costo (spazio, carbonio, regolazione immunitaria) è inferiore al beneficio (tolleranza allo stress, nutrizione, difesa).
Aumento della tolleranza allo stress abiotico
Gli endofiti modulano una serie di risposte fisiologiche:
- Stress idrico → miglioramento della chiusura stomatica, aumento dell’acido abscissico, ammassi di ialina nel parenchima.
- Stress salino → regolazione del potenziale osmotico, produzione di glicina, betaina e prolina.
- Temperature estreme → sintesi di proteine HSP (Heat Shock Proteins, ovvero “proteine da shock termico”) e antiossidanti.
Molti effetti emergono solo in condizioni di stress: ciò evidenzia la loro natura ecologica, più che mutualistica universale.
Difesa contro erbivori e patogeni
Gli endofiti producono metaboliti secondari bioattivi:
- Alcaloidi (ergot, lolina, peramine) nelle Poaceae infette da Epichloe
- Terpenoidi antifungini
- Composti fenolici difensivi
Questi elementi influenzano il comportamento alimentare degli erbivori, la competizione tra erbe, le dinamiche di comunità vegetale.
L’endofita diventa quindi un alleato chimico.
Miglioramento dell’assorbimento dei nutrienti
Non tutti gli endofiti sono micorrizici, ma molti aumentano la radiazione radicale, stimolano pompe protoniche, secernono siderofori, mobilizzano fosfati organici.
L’effetto, pur meno spettacolare delle micorrize, può essere ecologicamente rilevante in suoli poveri o degradati.
Modulazione dell’immunità vegetale
Gli endofiti attivano risposte ISR (Induced Systemic Resistance), attenuano l’MTI (Microbe-Triggered Immunity) per non essere eliminati, producono molecole “effector-like” che regolano le vie SA/JA/ET.
Il risultato è un ospite più resistente ai patogeni ma anche più tollerante alla presenza del simbionte.
L’aspetto evolutivo: coevoluzione e continuum mutualismo–parassitismo
La relazione endofita–pianta non è statica, ma dipende dal contesto ecologico.
- In ambienti stressanti → mutualismo (alti benefici).
- In ambienti ricchi e stabili → neutrale o persino lievemente parassitica.
Questa plasticità rivela un continuum evolutivo simile a quello delle micorrize:
gli endofiti non sono “buoni”; sono opportunisti ecologici.
Funghi endofiti come ingegneri degli ecosistemi
Gli endofiti modificano:
- La fitness della pianta – Maggiore sopravvivenza in stress, crescita più rapida in fasi precoci, maggiore competitività con altre piante.
- Le comunità vegetali – Possono alterare la successione vegetale, la dominanza delle specie, la produttività dei pascoli, l’invasività (es. Ammophila arenaria e Festuca rubra endofitiche).
- Le reti trofiche – Gli endofiti influenzano gli erbivori mammiferi e gli insetti, i simbionti della rizosfera, i predatori attratti o respinti dai composti vegetali.
È un impatto sistemico: piccoli funghi interni regolano intere comunità.
Endofiti in agricoltura ecologica e rigenerativa
In agroecosistemi degradati o stressati (calore, salinità, suoli poveri) incrementano la resistenza allo stress, migliorano la sanità delle colture, riducono l’uso di fertilizzanti e fungicidi, contribuiscono al sequestro del carbonio (via maggiore biomassa radicale).
Esempi promettenti:
- Trichoderma spp. endofitici
- Serendipita indica (ex Piriformospora) in solanacee
- Clavicipitaceae nei prati da fieno (con attenzione agli alcaloidi nei pascoli)
In un contesto di cambiamento climatico, gli endofiti sono candidati chiave per una agroecologia resiliente.
Metodi di studio: come vediamo chi vive dentro le piante
- Isolamenti da tessuti superficiali sterilizzati
- Colture in vitro (mezzi selettivi)
- Metodi omici: ITS metagenomico, trascrittomica di co-espressione
- Microscopia confocale con colorazioni fluorocromatiche
- Imaging metabolico (MALDI-MS)
Le tecniche moderne mostrano come ogni pianta sia in realtà un metaorganismo.
Conclusione: la pianta non è una pianta
La pianta non è un individuo isolato.
È un olobionte, un superorganismo con funghi, batteri e virus che vivono al suo interno.
Gli endofiti fungini sono:
- partner in grado di ampliare il fenotipo ecologico della pianta
- ingegneri invisibili di comunità ed ecosistemi
- strumenti potenti per agricoltura, restauro ecologico e resilienza climatica
La loro simbiosi è un esempio perfetto di come l’ecologia moderna stia riscoprendo che la vita non è mai solitaria, ma profondamente interconnessa.