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Le mirmecofite sono piante che vivono in relazione simbiotica con le formiche. La specie di acacia Acacia hindsii, che è originaria delle foreste secche tropicali dell’America centrale, è un tale mirmecofito. I suoi abitanti sono formiche del genere Pseudomyrmex. Le formiche dipendono completamente dalle loro piante ospiti per il nettare e i corpi alimentari ricchi di proteine e lipidi di cui hanno bisogno. L’acacia fornisce anche riparo, la cosiddetta domatia, nelle cavità delle sue spine gonfie. In cambio di vitto e alloggio, le formiche mutualistiche Pseudomyrmex ferrugineus diventano guardie del corpo, proteggendo il loro ospite dagli erbivori e dalle piante concorrenti. Tuttavia, alcune formiche beneficiano anche dei servizi della pianta senza dare nulla in cambio, come la specie di formiche parassite Pseudomyrmex gracilis.

Gli scienziati del Max Planck Institute for Chemical Ecology hanno ora esaminato più a fondo l’interazione insetto-pianta, chiedendo se le minuscole guardie del corpo forniscono anche protezione contro i patogeni microbici. Hanno confrontato le foglie delle piante di acacia che erano abitate da formiche mutualistiche o parassitarie a foglie da cui le formiche erano state rimosse. Curiosamente, le foglie di acacia colonizzate da formiche parassite mostravano più danni alle foglie da erbivori e agenti patogeni microbici rispetto alle foglie che avevano formiche mutualistiche. La presenza del partner simbiotico giusto sembrava avere un effetto positivo sulla salute della pianta.

L’analisi delle superfici delle foglie ha rivelato che il numero di patogeni vegetali e di tessuti vegetali necrotici aumentava considerevolmente quando le formiche Pseudomyrmex ferrugineus mutualistiche erano assenti. Queste piante hanno anche mostrato forti risposte immunitarie sotto forma di una maggiore concentrazione di acido salicilico, un ormone vegetale che regola la difesa contro gli agenti patogeni. Un’analisi dettagliata della composizione batterica sulle superfici delle foglie ha suggerito che la presenza di formiche mutualistiche ha cambiato le popolazioni batteriche e ridotto gli agenti patogeni dannosi. Anche se molto meno pronunciato, questo effetto potrebbe essere osservato anche nelle formiche parassite.

Il modo in cui la protezione antimicrobica viene trasferita dalle formiche alla pianta non è ancora chiaro. La ricercatrice cilena Marcia González-Teuber, prima autrice della pubblicazione, sospettava che i microrganismi associati alle formiche potessero svolgere un ruolo. Poiché le foglie di acacia sono toccate principalmente dalle gambe delle formiche, ha estratto le gambe di formiche mutualistiche e parassitarie e testato l’effetto degli estratti sulla crescita di agenti patogeni batterici in laboratorio. Il patogeno vegetale Pseudomonas syringae era sensibile all’applicazione di estratti di gambe di entrambe le specie di formiche e la sua crescita era inibita. Nella fase successiva, lo scienziato ha isolato e identificato i batteri dalle gambe delle formiche. Nei test di laboratorio, ceppi batterici dei generi Bacillus, Lactococcus, Pantoea e Burkholderia hanno efficacemente inibito la crescita di batteri Pseudomonas isolati dalle foglie di acacia infette. È interessante notare che alcuni dei generi batterici associati alle formiche sono noti per produrre sostanze antibiotiche.

I ricercatori di Jena hanno quindi aggiunto un altro livello di interazione alla simbiosi tra le formiche e le loro piante ospiti. “Tali relazioni mutualistiche sono molto più complesse di quanto si pensasse in precedenza. In futuro, dovremo includere batteri e altri microrganismi nelle nostre considerazioni”, afferma Wilhelm Boland, capo del Dipartimento di chimica bioorganica presso l’Istituto Max Planck. Gli studi sulle relazioni simbiotiche tra formiche e piante mirmecofite non dovrebbero trascurare il ruolo dei partner batterici che aiutano le formiche a proteggere le “loro” piante.