Angusto Marchesini
Libero Docente di Chimica Agraria - Università degli Studi di Milano

GLI STRESS DELL'ALLEVAMENTO E DELLO SPOSTAMENTO DEI BONSAI

CONSEGUENZE DELLO STRESS DA TRASPORTO DEL BONSAI

II fusto e la chioma di un bonsai hanno geotropismo negativo cioè si allungano in direzione opposta al centro della terra (verso l'alto); la radice, invece, cresce rispondendo ad un geotropismo positivo (verso il basso) cioè nella direzione del centro della terra.
Il meccanismo di tali accrescimenti dipende da uno stimolo prodotto dagli amiloplasti (organuli intracellulari appartenenti alla famiglia dei plastidi con specifica funzione di accumulo di riserve d'amido) presenti sulla parete cellulare, che sono anche chiamati statoliti in analogia con simili organuli posseduti dagli animali e specializzati nell'indicare la posizione del corpo nello spazio.
La presenza di organuli così specializzati lascia quantomeno perplessi di fronte al diffusissimo fenomeno delle radici del bonsai che tendono ad assumere un andamento circolare e non seguono la direzione naturale verso il centro della terra E' lecito, pertanto, chiedersi perché gli alberi del bonsai perdono la capacità di controllare il geotropismo delle proprie radici quando sono trasportati. Ciò dipende principalmente dalla durata del trasporto, dalla carenza d'acqua e dalla carenza di nutrimento successivo.
E' stato dimostrato che una radice tenuta a "digiuno", ovvero sotto stress per esempio durante il trasporto in cui scarseggia l'acqua e conseguentemente l'assorbimento delle sostanze minerali, tende a consumare la propria riserva d'amido costituita dagli statoliti e perde quindi la propria sensibilità geotropica.
E' noto che le piante mediante la fotosintesi clorofilliana si procurano le sostanze organiche necessarie per crescere e per costituire riserve (per esempio amido), ma per fare fotosintesi le piante devono avere chiome ben sviluppate. Nella situazione del bonsai durante il trasporto può avvenire anche una perdita di foglie che riducono drasticamente la fotosintesi clorofilliana e quindi la produzione di sostanza organica.
La pianta rigogliosa da poco trapiantata in un vaso del bonsai sarà ricca di sostanze organiche, ma durante il trasporto, l'acqua viene a mancare e se la situazione di stress perdura nel tempo oltre una settimana, la radice tende a consumare le proprie riserve amilifere con la soppressione degli statoliti e perdendo il geotropismo positivo. Per poter riequilibrare il bonsai si dovrà irrigare con frequenza mantenendolo in un ambiente umido e luminoso allo scopo di riacquistare le proprie riserve di sostanze organiche che sono indispensabili per indicare la direzione dell'accrescimento delle radici.
Introduzione
In ogni giorno della loro vita le piante coltivate con la tecnica bonsai sono esposte a potenziali pericoli per gli stress che influiscono, sia sullo sviluppo dei bonsai in crescita sia durante gli spostamenti degli stessi.
II trasporto del bonsai comporta sempre uno stress per diverse cause, che agiscono sul cambiamento di condizioni di vita non sempre favorevoli alla sopravvivenza della pianta.
Le cause particolarmente dannose alla vita ed al trasporto del bonsai possono essere: la rapida variazione della temperatura ambientale, la carenza idrica e le infezioni fungine.
La sopravvivenza delle piante infestanti ha sempre avuto successo perché le piante selvatiche hanno escogitato adattamenti idonei a superare gli stress con modifiche strutturali, chimiche e comportamentali. Tali adattamenti le difendono dalle condizioni avverse e consentono loro di resistere a situazioni climatiche anche assai estreme.
Oggi si possono illustrare i meccanismi fisiologici che consentono la sopravvivenza dei vegetali agli stress ambientali. Occorre allora descrivere alcuni meccanismi fisiologici che sono stati scoperti nel mondo vegetale per poter ridurre i danni degli stress che si possono verificare durante la coltivazione e il trasporto dei bonsai.
1 - Meccanismi naturali per mantenere una temperatura costante durante la crescita delle piante -
L'attività fotosintetica esercitata dalle foglie promuove una evaporazione dell'acqua dalla superficie delle loro cellule ed il vapore acqueo si disperde poi attraverso i pori aperti, esistenti nella pagina inferiore della foglia. L'evaporazione dell'acqua raffredda le piante in quanto parte dell'energia calorica della foglia viene impiegata per trasformare l'acqua dallo stato liquido a quello di vapore.
Solitamente in un giorno l'evaporazione dell'acqua abbassa la temperatura delle foglie di 3-5°C.
E' noto che le temperature elevate sono deleterie, in quanto il calore altera la struttura delle proteine fino alla loro degradazione e/o denaturazione. A seguito del prolungato rialzo termico nei vegetali possono quindi manifestarsi alterazioni fisiologiche, anche gravi.
E' noto che le proteine cellulari svolgono funzioni vitali, sia mediante una attività enzimatica e sia mediante una loro disposizione tridimensionale strutturale all'interno della cellula, che è necessaria per il funzionamento della cellula stessa.
Le piante sono classificate a seconda delle temperature a cui possono vivere: le mesofite sopportano temperature comprese tra lo 0°C e 40°C, le piante termofile che vivono nel deserto possono sopravvivere a temperature fino a 50°C, mentre le criofile che sono le piante artiche possono sopravvivere fino a -10°C sotto lo zero. Sembra che l'adattamento a queste temperature dipenda dalla sintesi di nuove molecole organiche che proteggono le proteine della cellula combinandosi con esse.
Una particolare poliammina chiamata termospermina contiene una catena relativamente lunga di gruppi amminici che possono complessarsi con le proteine strutturali in modo tale da mantenere la forma naturale della proteina nativa e quindi evitare la sua denaturazione termica.
2 - Meccanismi naturali per resistere allo stress idrico
Fino a che la pianta dispone di un adeguato rifornimento di acqua, la perdita di vapore acqueo dagli stomi aperti le assicura quel leggero raffreddamento indispensabile a sopportare il calore dei raggi solari, ma quando nella pianta si ha carenza di rifornimento di acqua essa corre il rischio di surriscaldamento e quindi scatta un meccanismo di difesa. A causa della insufficienza d'acqua la concentrazione di un ormone vegetale, l'acido abscissico, aumenta considerevolmente. Tale ormone si accumula all'interno delle cellule di guardia degli stomi, e queste cellule attivano una “pompa” nella loro membrana plasmatica che introduce ioni nelle cellule circostanti della foglia. A seguito di questo flusso di ioni dalle cellule di guardia, vi è parallelamente un deflusso di acqua e quindi una diminuzione della pressione idrica sulle pareti interne delle cellule di guardia, che si afflosciano. Quando le cellule di guardia perdono il loro turgore gli stomi si chiudono. L'aumento della concentrazione dell'acido abscissico è un meccanismo di sicurezza che impedisce un essiccamento della foglia.
L'importanza di questo meccanismo è particolarmente evidenziato in certe piante mutate, facili all'appassimento. In alcuni di tali vegetali, sotto stress per deficienza idrica, gli stomi rimangono aperti per mancanza di acido abscissico. E’ sufficiente una leggera disidratazione per causare un grave appassimento.
Nebulizzando l'acido abscissico sulle piante mutanti esse chiudono gli stomi e diventano più resistenti alla disidratazione. Il meccanismo presenta alcuni inconvenienti dovuti al fatto che la foglia in quelle condizioni può raggiungere temperature pericolose nel giro di pochi minuti. Per esempio in serra, dove si generano condizioni di temperature, ma anche di umidità elevate, la capacità della pianta di autoraffreddarsi diminuisce. E' chiaro che ogni specifico adattamento che migliori l'effetto del raffreddamento tramite la traspirazione aiuta la pianta a sopravvivere all'intenso calore della luce solare.
Nelle piante dotate di sistemi di raffreddamento efficienti si nota una migliore distribuzione degli stomi sia sull'epidermide superiore sia su quella inferiore.
3 - Meccanismi naturali di difesa dagli stress prodotti da eccessi termici.
Le piante esposte ad elevate temperature, producono alcune peculiari proteine chiamate chaperonine. Dette proteine sono molecole organiche capaci di complessarsi con le proteine strutturali presenti nella cellula fogliare, consentendo loro di assumere il comportamento necessario per l'attività fisiologica. Queste proteine di nuova sintesi si distaccano poi dalle proteine strutturali cellulari non appena le condizioni climatico - ambientali  ritornano alla normalità per la pianta.
Di solito le chaperonine inducono le proteine strutturali della cellula ad assumere una configurazione più stabile, in difesa dalla denaturazione termica. Non è solo il calore l'unico stimolo che provoca la sintesi di queste nuove proteine, ma anche la parziale disidratazione, che causando una concentrazione osmotica elevata induce la formazione di molecole proteiche chaperoniniche. Oggi è prassi colturale comune è quella di irrobustire e “addestrare” le piante a difendersi da determinati fattori stressanti mediante esposizioni controllate a stress diversi, per esempio in primavera alcune plantule esposte a basse temperature possono produrre individui più resistenti, nei confronti non solo delle gelate, ma anche della siccità e delle infezioni fungine. Non è ancora chiaro se l’irrobustimento ottenuto con basse temperature può essere dovuto anche all'azione di ormoni piuttosto che alla sintesi di proteine speciali. Gli studi sono tuttora aperti su questo problema.
Le elevate temperature possono alterare le molecole lipidiche incorporate nelle membrane cellulari, aprendo dei varchi attraverso cui gli ioni e altri soluti possono uscire dalla cellula. Le sostanze lipidiche fondono a temperature differenti: quanto più è lunga la molecola della sostanza lipidica, più è alto il suo punto di fusione.
Alcune molecole lipidiche possiedono doppi legami e il punto di fusione si abbassa notevolmente all'aumentare del numero dei doppi legami.
E' noto che le piante con composizione lipidica eterogenea possono adeguarsi meglio a temperature estreme. Alcune piante prevengono l'eccessivo riscaldamento, evitando di esporre al sole le foglie: per esempio, attraverso cellule particolari le foglie possono orientarsi variamente rispetto all'angolo di incidenza della radiazione solare. Nei cereali esistono cellule che perdendo acqua causano l'arrotolamento della foglia su se stessa, altre piante producono foglie diverse a seconda della illuminazione solare. Sotto intensa luce solare le foglie sono più spesse con dimensioni ridotte mentre all'ombra la loro superficie è più ampia e la lamina fogliare più sottile.
4 - Difesa dagli stress dovuti a invasioni fungine –
Quando le condizioni ambientali diventano idonee alcuni funghi diventano parassiti e per poter sconfiggere altri organismi microbici possono elaborare sostanze antibiotiche, eliminando così la competizione di altri organismi.
I funghi parassiti penetrano attraverso gli stomi aperti, i peli radicali e le ferite: durante la penetrazione il micelio fungino secerne due tipi di enzimi, che digeriscono parzialmente la parete cellulare. Gli enzimi pectolitici degradano la pectina, enzimi cellulosici degradano la cellulosa. Entrambi gli enzimi causano un rilascio di piccoli frammenti, che producono nella pianta modificazioni chimiche. Da alcuni amminoacidi possono essere ottenuti composti fenolici che costituiscono le cosiddette fitoalexine, in grado di impedire la crescita del fungo già presente nella pianta, nonché l'instaurarsi di nuove infezioni.

5 - Risposta alle lesioni (stress meccanici) -
Nelle piante non esiste un sistema difensivo in grado di combattere tutti i predatori, ma esistono tattiche difensive che sono state sviluppate nel tempo per sopravvivere a eventuali lesioni. Le lesioni sia meccaniche che da parassiti inducono la formazione di alcuni enzimi che trasformano la metionina, un aminoacido, in una sostanza chimica che libera l'etilene, e questo gas, venendo a contatto con la cellula lesionata attiva la divisione cellulare e provvede a riparare il danno. L'asportazione della corteccia provoca in alcuni vegetali la liberazione di etilene, che stimola la cellula superficiale a dividersi per formare un nuovo periderma.
Alcune molecole volatili presenti nei fiori producono risposte ancora più rapide. Si tratta di una famiglia di molecole scoperte di recente, che alcune piante sintetizzano dopo essere state lesionate: dell'acido alfa-linoleico, un acido grasso presente nei lipidi di membrane presumibilmente al momento della lesione viene trasformato m un composto chiamato giasmonato, tramite una modificazione enzimatica. La somministrazione di questi composti alle piante arresta il processo di crescita come la germinazione dei semi.
Un secondo comportamento è la formazione di etilene, che promuove l'inizio della dormienza. I tessuti dormienti sono più resistenti alle lesioni dei tessuti in rapida crescita.
6 - Salinità eccessiva (stress da eccesso di sostanze minerali presenti nel terreno)
L'acqua usata per l'irrigazione dei bonsai contiene una certa quantità di sali disciolti (calcio, magnesio, sodio ecc.) e quando l'acqua evapora dal terreno i sali vi si concentrano. Le piante assorbono il sale molto più lentamente dell'acqua e nei terricci dei vasi bonsai, sempre sottoposti ad irrigazione, il contenuto dei sali tende ad aumentare costantemente. Quando la concentrazione dei sali diventa elevata la crescita delle piante può diminuire fortemente.
Alcune piante sono molto sensibili, altre sono tolleranti ed altre addirittura crescono nei terreni salini. Alcune piante “resistenti” dette alofìte respingono lo ione sodio utilizzando l'energia immagazzinata nelle sostanze chimiche ad alto contenuto energetico (ATP), altre assorbono lo ione sodio ma lo collocano in vacuoli, precipitandolo in modo da non influenzare la chimica della cellula e finalmente alcune piante sintetizzano sostanze organiche come la prolina, la cui concentrazione sale a livelli così elevati da bilanciare il richiamo di acqua esercitato per osmosi dai vacuoli salini. La presenza della prolina permette al citoplasma di rimanere normalmente idratato.
Sembra che nel corso della lotta per sopravvivere le piante abbiano imparato molto bene la lezione dell'adattamento, i meccanismi di sopravvivenza restano codificati nei geni delle piante selvatiche che hanno avuto un successo evolutivo, l'uomo ha imparato alcuni di questi stratagemmi per selezionare e proteggere i bonsai.
Conclusioni

  • Adattamento della pianta all'ambiente.

Gli stomi si aprono e si chiudono durante il periodo di illuminazione e di oscurità. La perdita del vapore d'acqua attraverso gli stomi mostra un andamento molto simile a quello dell'apertura degli stomi, mentre l'assunzione d'acqua è ritardata. Gli stomi di alcune piante si chiudono a mezzogiorno se la temperatura ambientale è molto elevata e le foglie presentano una traspirazione superiore all'assunzione d'acqua. A seguito di ciò occorre tenere al buio o ombreggiare il vaso del bonsai durante la giornata, per qualche giorno prima del trasporto.

  • E' necessario, per mantenere una temperatura costante vicina a 20°C durante l'estate, riparare la piantina del bonsai in luogo ombreggiato e fresco.
  • Bisogna bagnare al mattino presto (ore 5-6 del mattino) oppure alla sera dopo le 22. Tale irrigazione deve essere particolarmente osservata durante l'estate.
  • Durante il trasporto del bonsai è bene disporre il vaso in un contenitore di cartone con tre lati chiusi.
  • Evitare ogni movimento del vaso del bonsai per evitare abrasioni delle sue foglie o della corteccia.
  • Isolare il bonsai durante il trasporto da altre specie soprattutto dopo attacchi funghi.
  • Evitare la rottura del pane di terra del bonsai, perché produce stress idrico. In caso di rottura del pane bagnare e comprimere il terriccio della zolla per consentire un nuovo e rapido contatto tra le radici e la soluzione circolante. Evitare concimazioni chimiche prima del trasporto del bonsai.
  • Modificazione dell'ambiente per adattarlo alla pianta –  

Il soggetto bonsai si abitua a vivere in condizioni particolari: umidità costante, microclima controllato secondo le stagioni. La luce e l'atmosfera sono condizionate dal luogo di coltivazione (assenza di venti, di illuminazione diretta, ecc.).
In caso di trasporto, non si deve agire quando il bonsai è in piena vegetazione, meglio se in fase di riposo.
Occorre mantenere l'umidità costante e le temperature non elevate, se possibile comprese tra 15 e 20°C.
E' possibile utilizzare tecniche di condizionamento ambientale quali: luce ridotta, temperatura intorno ai 15°C.
Si può ricorrere ad atmosfere controllate, con presenza di etilene, che induca una “dormienza” del bonsai prima del suo trasporto.