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Jefri
05-02-2014, 18:54
Il termine deriva dal greco allolon ˗“di ogni altro”˗ e da pathos ˗“soffrire”˗ e si può tradurre come “effetto nocivo di uno su un altro”.

Già nel 300 a.C. troviamo i primi cenni riguardanti allelopatia e fitotossicità in Historia plantanum e De plantarum causis, scritti da Teofrasto, filosofo e botanico greco. Anche Democrito e Plinio il Vecchio riferiscono di interazioni allelopatiche, per esempio riguardo come l’orzo inaridisse il grano. Anche in Cina, nel I secolo d.C. troviamo trattati che elencano piante con effetti pesticidi.

Il termine allelopatia fu usato per la prima volta nel 1937 dal professore austriaco Hans Molisch nel libro Der Einfluss einer Pflanze auf die andere – Allelopathie, definendolo come “l’azione positiva o negativa di una specie vegetale sulla germinazione, la crescita e lo sviluppo di altre specie vegetali”.

Nel 1984 Elroyn Leon Rice allargò la definizione di allelopatia includendo tutti gli effetti, positivi o negativi, effettuati da sostanze prodotte da piante con effetti su altre piante o microorganismi tramite la loro liberazione nell’ambiente circostante. In genere gli effetti allelopatici provocano una ridotta germinazione, uno sviluppo stentato e una riduzione dell’accrescimento delle plantule e dell’apparato radicale, un minore assorbimento di elementi nutritivi e un rallentamento dell’attività enzimatica e fotosintetica (Kobayashi, 2004).

L’allelopatia non era universalmente accettata dagli ecologi, in quanto molti asserivano che non può essere divisa dalla competizione. Propriamente il primo termine indica un rilascio di sostanze nell’ambiente, mentre il secondo termine si riferisce a una sottrazione dei nutrienti e dello spazio vitale. Probabilmente l’uso del termine “interferenza” (considerata come somma tra allelopatia e competizione) è più corretto per definire l’insieme di questi effetti, spesso difficilmente distinguibili dal punto di vista macroscopico.

Infatti, molto spesso l’azione finale di inibizione non è esercitata da un solo composto, ma dall’azione sinergica di più composti che, lavorando insieme, aumentano notevolmente il loro effetto tossico.

Gli allelopatici sono un prodotto tipico degli organismi che non hanno motilità e il maggiore effetto che producono è l’inibizione della crescita su altri organismi. La loro difesa, infatti, è principalmente chimica, non potendo essi contare su gambe o denti, diversamente dagli animali.

Molte di queste sostanze derivano da amminoacidi e vengono prodotti dalle piante investendo una quantità notevole di energia. La maggior parte di queste sostanze sono acidi fenolici, flavonoidi, tannini e stilbeni.

Molti allelopatici sono solubili in acqua e influenzano svariati organismi, come: alghe, cianobatteri, afidi, funghi, batteri, protozoi e, naturalmente, altre piante.

Gli allelopatici hanno la funzione primaria di proteggere le piante dagli organismi erbivori, dalle malattie e di assicurare loro lo spazio vitale senza essere sommerse da altre specie vegetali.

Sono stati riscontrati anche casi di auto-inibizione. Questo meccanismo può aiutare le piante a regolare la loro stessa densità di popolazione.

Gli allelochimici emessi dalle alghe, a differenza di quelli delle piante, possono in alcuni casi essere estremamente tossici. Sono stati trovati, infatti, agenti chimici con effetti neurotossici liberati in vasca dopo “raschiatura”, e conseguente morte, di patine algali.

Ho voluto condurre un piccolo esperimento a riguardo, giusto per avere dei dati riscontrabili e non solo riportati. Sono andato a testare l’inibizione della crescita su Pistia stratiotes e Lemna minor da parte del Ceratophyllum demersum inserendo in vasche colme di quest’ultimo (stessa massa vegetale) le prime due:

Materiale:
4 vaschette da 30 litri
Lemna minor
Pistia stratiotes
Ceratophyllum demersum

Svolgimento:
Tutte le vasche avevano la stessa esposizione solare, i medesimi valori dell’acqua che ho cercato di mantenere costanti, fertilizzante incluso, NO3, PO4 ecc., andando a integrarli dove mancanti. Sono state allestite lo stesso giorno in questo modo:

Vasca#1: solo Pistia (1 pianta)
Vasca #2: solo Lemna (1 pianta)
Vasca#3: Pistia (1 pianta) +Ceratophyllum (pieno)
Vasca#4: Lemna (1 pianta) +Ceratophyllum (pieno)

Ho utilizzato le vasche #1 e #2 come controllo di crescita, per avere un parametro e confrontarlo con la crescita in accoppiata. Ho optato per queste tre specie per la facilità di reperirle, dato che le avevo in casa, e per confrontare i dati con quelli riportati sul libro Ecology of the planted aquarium.

Risultati a distanza di due settimane e sei settimane:

Dopo due settimane:
Lemna--> -5%
Pistia--> - 15%

Dopo sei settimane:
Lemna--> -10%
Pistia--> -70%

Dati riportati nel libro Ecology of the planted aquarium:
Lemna--> -30%
Pistia--> -60%

Ho trovato l’argomento molto interessante, soprattutto perché raramente se ne parla e perché, talvolta, può spiegare alcuni fenomeni che rendano l’acquariofilia meno aleatoria e più scientifica. Frasi come “In questa vasca proprio non riesco a far crescere questa pianta” per me ora prenderanno un significato diverso.

Negli ambienti naturali questo fenomeno può produrre effetti molto importanti, come la colonizzazione di intere aree da parte di piante galleggianti. In acquario però il fenomeno è sicuramente più limitato grazie ai cambi dell’acqua e all’aggiunta di sostanze come il carbone attivo che rimuovono la maggior parte degli allelopatici.

Credo che, in gestioni meno “spinte” e con cambi d’acqua meno frequenti, si possa godere anche di questi fenomeni che aiutano a controllare la proliferazione algale e di microorganismi che possono provocare malattie nei pesci.

Agro
05-02-2014, 19:43
Complimenti bel articolo e bella prova. #25
Conferma ancora una volta la potenza di queste sostanze.
Queste sostanze sono state studiate anche per produrre erbicidi: una nota azienda di prodotti chimici produce un erbicida selettivo per i mais sviluppato studiando il Callistemon citrinus, lo uso comunemente per lavoro ed è molto efficace.

Jefri
05-02-2014, 19:51
Mi pare che anche i contadini spesso usino determinate piante sparse a random nelle coltivazioni per evitare altre specie vegetali potenzialmente dannose#24

Ale87tv
05-02-2014, 20:06
Mi pare che anche i contadini spesso usino determinate piante sparse a random nelle coltivazioni per evitare altre specie vegetali potenzialmente dannose

si usano rotazioni con piante biocide come senape, rafano, anche il colza lascia la terra ben pulita :-)

il callisto è un erbicida derivato da una pianta :-)

dave81
05-02-2014, 20:16
visto che hai nominato il libro della Walstad riporto un articolo molto interessante di Ole Pedersen, che non la pensa esattamente come la Walstad
http://www.bio-web.dk/ole_pedersen/pdf/TAG_2002_15_7.pdf

Jefri
05-02-2014, 20:23
Grazie dave, appena ho un attimo di tempo lo leggo:-)

IlQuarto
05-02-2014, 20:31
la salvia è una pianta potentissima in quanto ad allelopatici
sotto la salvia non cresce una eva..
(OT)

Agro
05-02-2014, 21:07
anche il colza lascia la terra ben pulita
Tranne che poi te la trovi piena di colza :-D

Ale87tv
06-02-2014, 00:24
dettagli :-D :-D

ANGOLAND
06-02-2014, 01:30
Interessante ma sono scettico perché inserendo UNA pianta in una vasca PIENA di un'altra mi aspetto di osservare proprio il risultato di una competizione serrata mentre l'allelopatia la vedrei piuttosto come un antagonismo specifico e generalizzato (metto UNA pianta in una vasca avviata e questa deprime lo sviluppo di tutto il resto...) o no?

Jefri
06-02-2014, 02:54
"L'esperimento" che ho fatto io è stato in vasche esterne senza cambi dell'acqua, proprio per accumulare eventuali allelopatici.

In acquario, coi cambi, tutto si riduce. Dubito comunque che una sola pianta crei problemi. Semmai è quella singola specie che può avere problemi in una vasca già avviata.

IlQuarto
06-02-2014, 15:46
ah beh per forza.. ha ragione jefri...
coi cambi d'acqua si fa un "reset" del sistema.. e azzeri tutto..
(quasi tutto)
che cosa sono flavonoidi? in ogni caso.. i metaboliti secondari.. li levi.. ecco perchè è un fenomeno meno evidente

Jefri
06-02-2014, 19:16
I flavonoidi sono, principalmente, pigmenti vegetali. Spesso vengono anche indicati come vitamina P.

Spesso se ne parla nella medicina moderna per l'azione antiossidante che esplicano, difendendo l'organismo dai radicali liberi e quindi dalla degenerazione fisiologica e dalle infiammazioni croniche:-)

Per quello si consiglia di "mangiare colorato".

IlQuarto
06-02-2014, 19:29
molti dei composti prodotti dal metabolismo secondario hanno funzione allelopatica non dovrebbero essere sia i flavonoidi che i terpeni che i composti fenolici.. no?

sto andando a memoria dagli esami degli anni scorsi :-)
------------------------------------------------------------------------
poi forse in acqua il fenomeno è un pò diverso che sulla terra per questioni di solubilità di queste sostanze..
magari alcune sono idrofile o magari precipitano

Jefri
06-02-2014, 19:36
Da come ho capito, alcuni metaboliti secondari vengono sottratti dalle vie di sintesi e, con utilizzo notevole di energia, vengono prodotte le sostanze che hai elencato tu che hanno anche funzione allelopatica.

In realtà esistono tantissime molecole con tali funzioni e, alcune, vengono prodotte con quel preciso scopo.

IlQuarto
06-02-2014, 19:46
mmm pero nel metabolismo primario ci sono tutte le reazioni strettamente necessarie alla vita dell'organismo, da cui la pianta ricava energia..
e solo se il carico energetico adeguato è ottimale per la vita allora parte il metabolismo secondario..
senno la pianta fa glicolisi, cicli odi krebs e fosforilazione ossidativa;
pensa a sopravvivere insomma..
non al metabolismo secondario
quindi l'allelopatia è un fenomeno che è direttamente dipendente della condizioni in cui uno cresce le proprie piante... no?
giusto?
se la pianta soffre o stenta non dovrebbe usare le sue risorse per il met secondario..

Jefri
06-02-2014, 21:09
Credo, ma sono supposizioni, che la pianta appena può (Energeticamente parlando) si concentri nella produzione di allelopatici. Chiaramente parlando di vegetazione presente in natura.

Agro
06-02-2014, 22:54
se la pianta soffre o stenta non dovrebbe usare le sue risorse per il met secondario..
Secondo me è l'opposto, mi ricordo un anno particolarmente secco le melanzane dell'orto erano immaginabili.

Per quello si consiglia di "mangiare colorato".
Il vino rosso vale? :-D

IlQuarto
06-02-2014, 23:03
Il vino rosso vale?

resveratrolo!
certo che vale..
antiossidante
il vero segreto della dieta italo-francese

Jefri
07-02-2014, 01:52
Vale vale:-) toccasana per il cuore;-)

IlQuarto
07-02-2014, 11:35
Quote:
se la pianta soffre o stenta non dovrebbe usare le sue risorse per il met secondario..
Secondo me è l'opposto, mi ricordo un anno particolarmente secco le melanzane dell'orto erano immaginabili.

cmq agro.. stavo pensando alle tue melanzane :-)
non credo che sia come dici te..
perchè se (non sono sicuro.... ) tra i composti allelopatici ci sono quelle sostanze che la pianta produce come deterrente per gli erbivori.. ossia proprio quelle sostanze che conferiscono al frutto un sapore sgradevole o amaro... come le tue melanzane
questi composti però vengono poi metabolizzati e dagradati dalla pianta stessa durante la maturazione dl frutto...
La loro sintesi avviene per protezione del frutto immaturo.... in questo modo quando l'animale assaggia il frutto, in maturazione, percepisce un sapore non buono di solito amaro... , e non lo mangia più..
in questo modo di conseguenza non vengono toccati i semi che il frutto contiene...
la strategia è attuata in modo che non vengono mangiati semi ancora immaturi..
Poi, quando il frutto (la melanzana in questo caso) matura, questi composti del metabolismo secondario vengono degradati e il sapore cambia..
in questo modo è possibile la PRIMA grande strategia del mondo vegetale.. la propagazione dei semi..
gli animali mangiano il frutto , poi cagando spargono i semi (che spesso non vengono digeriti vista la struttura e composizione chimica della parete inattaccabile agli enzimi digestivi)

Agro
07-02-2014, 18:41
La loro sintesi avviene per protezione del frutto immaturo....
Appunto, le melanzane che normalmente si mangiano non sono filsilogicamente mature. ;-)

IlQuarto
07-02-2014, 19:03
#70
ah sisisi vero. hai ragione te
ho fatto un approfondimento
in effetti la melanzana viene raccolta quando il suo livello di maturazione è completato per circa 2/3
l'articolo parlava proprio che i frutti delle solanacee se raccolti eccessivamente presto risultano AMARi

Johnny Brillo
08-02-2014, 11:14
Bell'articolo Jefri, molto interessante.:-)

Non ho mai riscontrato la presenza di queste sostanze in vasca o, probabilmente, non me ne sono mai reso conto.

Nel mio vecchio olandese coltivavo senza problemi di sorta Ceratophyllum e Pistia insieme. Nei periodi in cui lo trascuravo un pò la pistia copriva quasi tutta la superficie e il ceratophyllum la restante parte in superficie più il resto della vasca.:-))

Ovviamente nulla a che vedere con l'esperimento condotto da te. La gestione e l'allestimento sono completamente differenti.

Oltre al Ceratophyllum, si conoscono altre piante che hanno un impatto così marcato sulla crescita di altre specie?

Ci sono piante che risentono maggiormente di queste sostanze?

Ale87tv
08-02-2014, 12:08
sapevo della vallisneria che ha un effetto competitivo-allelopatico

IlQuarto
08-02-2014, 13:18
cmq il discorso è molto interessante #70
però sarebbe da approfondire.
ho molte curiosità
il fenomeno, ho pensato, deve riguardare due distinti ambienti.
il fondale el'acqua,
il fondale, dove le piante rilasciano gli allelopatici attraverso le radici..
l'acqua.. dove invece le sostanze diffondono direttamente.. rilasciate da altri tessuti
ora... mentre il primo è circoscritto..
il secondo no... le sostanze appunto diffondo

e i cambi d'acqua riducono l' effetto del secondo
ma non hanno influenza sul primo..
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oltre al fatto che andrebbe anche considerato l'effetto auto -inibitorio..
le molecole secrete fanno da molecole segnale alla pianta stessa..
se non sbaglio è una strategia che alcune piante attuano per "auto-avvisasrsi" che in quella determinata parte di terreno sono stati gia assorbiti i nutrienti..
e che "è meglio svilupparsi altrove"

quindi non è solo la giusta combinazione di piante da considerare...

anche questo è un altro aspetto che va considerato

in più.. credo che l'esperimento sia poco significativo se il sistema viene fertilizzato..
gli effetti, credo, dovrebbero essere più visibili quando c'è poco "nutrimento"
quando allora si, le piante vanno davvero in competizione tra loro..
competono tra loro per il nutrimento e attuano questa strategia chimica

Johnny Brillo
08-02-2014, 14:29
Della Vallisneria avevo letto anch'io qualcosa. Se non mi sbaglio, gli allelopatici prodotti da questa pianta hanno effetti su di essa stessa.

Ho sentito spesso parlare delle Echinodorus che inibisce la crescita delle Vallisneria invece. Mai coltivate insieme, riporto solo quanto letto.

L'argomento è tanto affascinante quanto difficile da dimostrare.

Chi ci dice che una pianta non sia semplicemente più adatta alle condizioni chimico-fisiche che trovano in vasca?

Nel caso di Echinodorus e Vallisneria, non potrebbe trattarsi di semplice competizione tra le due con la Echinodorus semplicemente più "capace" di trarre i nutrienti dalle radici (visto anche l'impressionante apparato radicale) rispetto alla Vallisneria?

I cambi d'acqua credo che abbiano un ruolo fondamentale per tenere a bada il fenomeno o renderlo più evidente.

Per quanto riguarda la fertilizzazione, invece, non credo che abbia tutta questa importanza.

Ovviamente è tutto in linea teorica. Distinguere la semplice competizione e la capacità di una pianta di accaparrarsi i nutrienti dall'allelopatia credo che sia estremamente difficile se non impossibile.

IlQuarto
08-02-2014, 14:33
AH sisi..
L'argomento è tanto affascinante quanto difficile da dimostrare.

Chi ci dice che una pianta non sia semplicemente più adatta alle condizioni chimico-fisiche che trovano in vasca?

per forza...
in questo modo non è possibile avere grandi certezze...
servirebbe analisi chimiche per ricercare direttamente la molecola in questione responsabili del fenomeno..
servirebbero analisi cromatografiche...

Ale87tv
08-02-2014, 14:44
Ovviamente è tutto in linea teorica. Distinguere la semplice competizione e la capacità di una pianta di accaparrarsi i nutrienti dall'allelopatia credo che sia estremamente difficile se non impossibile.

laborioso più che altro... ci vorrebbero un n numero di vaschette, ognuna che differisce per un solo fattore rispetto agli altri, impostare un esperimento in maniera seria insomma... non è impossibile, è lungo e ci vuole tanto tanto spazio e tempo... :-)

IlQuarto
08-02-2014, 14:53
eh pero come ha fatto giustamente notare JB la certezza che il risultato ottenuto non sia dovuto semplicemente dal fatto che "una pianta non sia semplicemente più adatta alle condizioni chimico-fisiche che trovano in vasca" non la avresti mai...
sarebbero comunque un lavoro basato più su delle ipotesi.
se non sei in primis certo della presenza delle molecole che vuoi analizzare puoi solo fare delle supposizioni e il valore scientifico dell'esperimento è quello che è..

Ale87tv
08-02-2014, 15:10
puoi impostare l'esperimento con confronti in varie condizioni, tipo:

ceratophillum + pistia gh 10 kh 10

ceratophillum + pistia gh 5 kh 5

con luce co2 movimento identici

variando più fattori devi fare più ripetizioni...

certo un'analisi molecolare ovviamente aiuterebbe :-))

Johnny Brillo
08-02-2014, 19:03
Ale sono anch'io d'accordo con IlIV.

Senza analisi chimiche si possono fare solo delle semplici supposizioni senza avere mai la certezza del risultato.

Le variabili in gioco sono moltissime, anzi troppe.

Ci sono piante che prediligono acque dure anzichè tenere, quali acide o basiche, chi gradisce un buon movimento, altre non sopportano temperature troppo alte, necessità di luce differente e via così dicendo.

Sono tutti fattori che andrebbero tenuti in considerazione e che rendono impossibile (IMHO), ad occhio, stabilire se si tratti di allelopatia o della normale crescita e adattabilità di una pianta rispetto ad un'altra.

Ale87tv
08-02-2014, 19:48
in parte sono d'accordo, in parte no :-) ... ossia, ho detto anche io che l'analisi chimica aiuta e da la risposta definitiva su quale sia il composto con funzione allelopatica :-)

ma se alla condizione X la pianta A in vasca cresce di Y, ed è la crescita massima tra le varie combinazione di condizioni, e nelle stesse condizioni la pianta B ha una crescita uguale o maggiore di Y; se le piante A e B messe assieme mostrano una evidente differenza con prevalenza di crescita di A su B fino alla sparizione di B, posso presupporre che ci sia un insieme di fenomeni di competizione/allelopatia :-) che poi comunque va confermato su base molecolare.

Certo, ti ci vuole un capannone - serra :-)

Johnny Brillo
09-02-2014, 12:48
Messa in questi termini già qualcosa si potrebbe fare.

Bisognerebbe prima coltivare le piante in vasche con le stesse condizioni mantenute costanti per rilevare la crescita Y delle diverse specie separatamente. Magari variando anche qualche parametro come dicevi prima.

Successivamente si dovrebbero mettere nella stessa vasca. Possibilmente offrendo loro spazi ben distinti in modo che non si possano ostacolare materialmente.

Il tutto ha sempre uno scarso valore se l'esperimento non viene suffragato da test scientifici.

Con queste analisi si potrebbe vedere se le piante rilasciano gli allelopatici a prescindere. Cioè anche quando sono isolate in vasche dedicate solo a loro. Oppure riconoscono in qualche modo la presenza di altre specie competitrici e quindi solo in quel caso utilizzano questo tipo di strategia di sopravvivenza.

Ale87tv
09-02-2014, 18:52
esattamente... solo che per fare una cosa fatta bene ed avere risposte in tempi attorno ai 2 - 3 anni... ci vuole un sacco di spazio! anche usando vaschette da 10 litri

IlQuarto
10-02-2014, 09:09
:-)
sarebbe un lavoro da pubblicazione - "paper"

Johnny Brillo
10-02-2014, 10:02
Qualche pubblicazione sull'argomento c'è. Ci sono diversi articoli accademici in lingua inglese dei quali si può consultare solo l'abstract gratuitamente. Il resto è a pagamento.

In italiano ho trovato un interessante pdf di un professore della Federico II di Napoli, ma non so come postarlo.

C'è qualcosa sull'allelopatia, ma si parla quasi sempre di piante terrestri. Queste piante attraverso le radici emanano gli allelochimici, che a volte sono anche più di uno contemporaneamente, per non far germogliare i semi in prossimità della pianta madre.

Chi ha la possibilità di effettuare questo tipo di esperimenti, purtroppo per noi, non ne ha la necessità. Mi riferisco alle varie serre: Anubias, Dennerle, Tropica, ecc.

Le piante vengono coltivate quasi tutte in forma emersa e si vede che in questo tipo di coltivazione non hanno problemi con allelochimici o altro.

Ale87tv
10-02-2014, 10:14
anche perchè sono coltivate in un flusso forzato e penso in vasche monospecifiche e monovarietali :-)

Jefri
10-02-2014, 15:09
Provo a dare qualche parere alle cose dette finora.

Credo anche io che spesso è difficile, con una valutazione "spannometrica", distinguere competizione e allelopatia. Concordo anche sul fatto che in acqua il fenomeno è meno accentuato che nel fondo.

In vasca ho una cryptocoryne vicino ad una Vallisneria che cresce così così. Un'altra vicino ad una echino che proprio non cresce. Entrambe rispetto ad un altra cryptocoryne che cresce isolata, e che devo potare il triplo.

Per fare una cosa un minimo scientifica, nell'esperimento che riporto nell'articolo, ho cercato apposta di tenere i valori costanti (durezze e fertilizzanti) per assicurare condizioni uguali di crescita quindi confrontare il tasso di crescita della pianta da sola e in accoppiata. Già questo, credo, sia in minima parte significativo.