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La banca genetica nazionale, custode della biodiversità del domani

Il futuro dell’umanità dipende dalla diversità delle specie che vivono sul nostro pianeta e che assicurano alle generazioni presenti e prossime una fonte di alimentazione e un ambiente sano. Sulla base di questa constatazione gli Stati membri dell’Organizzazione delle Nazioni Unite si sono riuniti lo scorso 22 maggio, in occasione della Giornata internazionale della biodiversità. In Svizzera molte varietà di piante sono conservate nella banca genetica nazionale di Agroscope, il centro di competenza della Confederazione per la ricerca agronomica.

Agricoltura intensiva, cambiamenti climatici, inquinamento: in Svizzera, come in altri Paesi, la biodiversità è minacciata dal degrado degli ecosistemi. La conservazione delle nostre risorse genetiche è un elemento essenziale per riuscire a invertire questa tendenza. Diverse tecniche permettono di preservare la biodiversità agricola vegetale: mentre molte raccolte in pieno campo raggruppano specie coltivabili e specie selvatiche, altre piante si conservano in laboratorio o sotto forma di semi. A Changins (Vaud), Agroscope ospita due biblioteche di risorse genetiche: cereali, verdure e piante aromatiche sono custoditi in una banca di semi, mentre alberi da frutto, patate e viti sono preziosamente conservati nelle provette di un conservatorio in vitro.

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La biblioteca dalle mille risorse

Cyril Schnewlin, collaboratore di Agroscope, ci apre le porte della banca di semi; decine di cassette sono allineate sugli scaffali della camera fredda a una temperatura di 4 °C. Dopo aver scelto una cassa, tira fuori un sacchetto di carta con l’etichetta «Avondefiance». Il pacchetto contiene un campione di semi di lattuga, conservato come 13’000 accessioni – campioni raccolti in un determinato luogo e in un determinato momento – di cereali, verdure e altre piante coltivabili. «È una biblioteca di sementi vitali – spiega Cyril Schnewlin – che aspettano di essere tirate fuori dai ripiani e seminate». Questi archivi viventi risalgono a più di cento anni fa e le varietà raccolte all’inizio del XX secolo sono ancora disponibili. Gli utenti di questa biblioteca genetica sono diversi: di tanto in tanto i ricercatori vi attingono antiche varietà allo scopo di effettuare incroci che danno vita a cereali coltivabili che si adattano meglio al clima o sono più resistenti alle malattie. La banca di semi alimenta anche le esposizioni nei giardini botanici della Svizzera ed è apprezzata dagli agricoltori che sono alla ricerca di antiche varietà locali.

Alcuni campioni di farro – uno dei più antichi cereali coltivati dall’uomo – sono conservati nella banca genetica © Agroscope
Alcuni campioni di farro – uno dei più antichi cereali coltivati dall’uomo – sono conservati nella banca genetica © Agroscope

 

La visita della banca di semi prosegue nel seminterrato dell’edificio. Per assicurare la conservazione delle sementi nel corso degli anni, Cyril Schnewlin e i suoi colleghi le ripongono in un congelatore a -20 °C. I campioni vengono prima essiccati per diversi giorni e poi confezionati sottovuoto in sacchetti di alluminio. In questo modo alcuni cereali possono essere conservati fino a 50 anni senza perdere la loro capacità di germinazione. Ogni anno vengono seminate alcune varietà selezionate: i semi successivamente raccolti permettono di ampliare la collezione di cereali e ortaggi per i prossimi decenni. La banca di semi racchiude alcune rarità come il «grano poulard», chiamato il «grano del miracolo» alla fine del XIX secolo per le spighe in eccesso che facevano credere a una resa migliore. Tra i tesori di questa biblioteca fitogenetica vi sono anche l’egilope – uno dei cereali più antichi coltivati dall’uomo – e il ribelmais – un mais presente nella valle del Reno da parecchie generazioni.

1000 campioni di cereali sono seminati ogni anno: i semi successivamente raccolti permettono di ampliare la collezione della banca genetica per i prossimi decenni © Agroscope, Carole Parodi
1000 campioni di cereali sono seminati ogni anno: i semi successivamente raccolti permettono di ampliare la collezione della banca genetica per i prossimi decenni © Agroscope, Carole Parodi

Il mondo in provetta

Dopo le camere fredde della banca di semi, il conservatorio in vitro colpisce per la sua struttura: anche in questo caso sono presenti scaffali, ma le cassette di sementi lasciano spazio a piccole provette inondate da una luce chiara. Attraverso queste provette trasparenti si intravedono minuscole piante radicate in un substrato gelificato. Limone, clementina, fragola, lampone, melissa e origano sono come «bonsaï» che riempiono le provette del laboratorio. 400 accessioni di piante costituiscono così una riserva da cui la filiera agricola può attingere risorse in caso di avversità climatiche o di coltivazioni decimate dalle malattie.

Gli agrumi come la clementina e il limone sono conservati in provette accanto alle erbe aromatiche e ai piccoli frutti © Agroscope, Carole Parodi
Gli agrumi come la clementina e il limone sono conservati in provette accanto alle erbe aromatiche e ai piccoli frutti
© Agroscope, Carole Parodi

 

«Grazie alla coltura in vitro la moltiplicazione delle piante può anche essere accelerata, in quanto si è meno vincolati alle stagioni», osserva Eric Droz. A tal proposito, il ricercatore cita l’esempio della patata, la cui moltiplicazione è fino a 100 volte più rapida in laboratorio che in pieno campo. In pratica, una volta che la pianta è cresciuta in maniera sufficiente all’interno di una provetta, viene tagliata in piccoli segmenti contenenti ciascuno una gemma, che vengono messi a loro volta in una provetta. Questa manipolazione necessita di grande precisione e si svolge in un ambiente completamente sterile. Oltre a facilitare molto il lavoro dei gruppi di ricerca fornendo materiale vegetale in poco tempo, la coltura in vitro offre anche la possibilità di far crescere specie esotiche che in seguito potrebbero essere commercializzate in Svizzera.

Grazie alla coltura in vitro, la moltiplicazione della patata è 100 volte più rapida rispetto alla coltivazione in pieno campo © Agroscope, Carole Parodi
Grazie alla coltura in vitro, la moltiplicazione della patata è 100 volte più rapida rispetto alla coltivazione in pieno campo
© Agroscope, Carole Parodi

Oltre le frontiere

La conservazione della biodiversità agricola vegetale dipende dalla collaborazione tra la banca genetica di Agroscope e le organizzazioni locali nonché da partenariati internazionali. Attraverso il «Piano d’azione mondiale per preservare la biodiversità delle risorse fitogenetiche alimentari e agricole», la Svizzera e oltre 150 Paesi si sono impegnati a preservare insieme le piante coltivabili di tutto il mondo. È con questo obiettivo che è stata costruita la cassaforte di sementi mondiale sulle Svalbard, nel permafrost della Norvegia. «L’arca di Noè delle piante», come è stata soprannominata, consiste in un bunker ad alta sicurezza, alimentato dalle banche genetiche di tutto il mondo che inviano regolarmente i duplicati dei semi da mettere al sicuro. 10’422 accessioni di sementi sono state già depositate sulle Svalbard dalla banca genetica di Agroscope, al fine di salvaguardare il patrimonio fitogenetico della Svizzera.

L’ingresso della «cassaforte» di sementi mondiale sulle Svalbard (Norvegia) che custodisce i duplicati dei semi affidati dalle banche genetiche di tutto il mondo © Agroscope, Michael Gysi
L’ingresso della «cassaforte» di sementi mondiale sulle Svalbard (Norvegia) che custodisce i duplicati dei semi affidati dalle banche genetiche di tutto il mondo
© Agroscope, Michael Gysi

 

«Conservare le risorse genetiche ha senso soltanto se si è grado di identificarle», insiste Eric Droz. Per questo motivo l’identificazione dei campioni conservati ha un ruolo fondamentale nella collaborazione internazionale per preservare la biodiversità agricola vegetale. È un vero e proprio lavoro di intelligence quello intrapreso da Eric Droz e dai suoi partner europei: «La tipologia di analisi da noi effettuata viene utilizzata anche in criminologia e per i test di parentela; essa richiede il confronto di una grande quantità di dati con quelli di altri laboratori». Per definire il profilo genetico dei campioni vegetali, gli scienziati esaminano i frammenti di acido desossiribonucleico (ADN) – chiamati anche marcatori molecolari – che indicano il grado di somiglianza tra due piante. Questo permette loro di scoprire i campioni registrati sotto falso nome, ma anche di individuare le analogie tra due varietà denominate in maniera differente. È stato osservato per esempio che la patata conosciuta in Svizzera con il nome di «Blaue Österreich» si chiama «Bleue d’Auvergne» in Francia, «Karjalan Musta» in Svezia e «Skerry Blue» in Germania.