Le piante carnivore

Le piante carnivore (o piante insettivore) sono un gruppo affascinante di piante che hanno sviluppato meccanismi unici per catturare e digerire prede, in particolare insetti e piccoli animali (artropodi), per compensare la scarsità di nutrienti nel loro ambiente naturale, solitamente suoli poveri o acidi.

La loro evoluzione e adattamento a questi habitat specializzati sono tra i più curiosi fenomeni della botanica. Sono distribuite in diverse famiglie e generi, con vari adattamenti e strategie per la cattura delle prede. Ecco una panoramica delle principali famiglie e dei generi di piante carnivore e le loro caratteristiche:

1. Famiglia: Droseraceae

Questa famiglia comprende alcuni dei generi di piante carnivore più iconici, tra cui:

• Drosera (Sundew): Comprende più di 200 specie sparse in tutto il mondo. Le piante del genere Drosera, o drosere, hanno foglie ricoperte di ghiandole che secernono una sostanza appiccicosa che intrappola gli insetti. Le foglie si avvolgono lentamente attorno alla preda per aumentare il contatto e la digestione. Sono tra le piante carnivore più diffuse e variano notevolmente in dimensioni e forma. Alcune specie note sono:
  • Drosera capensis (Sudafrica)
  • Drosera rotundifolia (Europa e Nord America)
  • Drosera regia (Sudafrica)
• Dionaea: Il genere Dionaea, noto per la pianta Venere acchiappamosche (Dionaea muscipula), ha trappole a scatto che si chiudono rapidamente quando la preda tocca i peli sensoriali sulla superficie interna della trappola.
• Aldrovanda (Aldrovanda vesiculosa), pianta carnivora acquatica perenne; vive completamente sommersa, appena sotto il pelo dell’acqua. Può raggiungere lunghezze di oltre 20 cm ed è caratterizzata da trappole a scatto, molto simili a quelle di Dionaea muscipula, della grandezza di 2-3 mm e costituite da due lobi dal tessuto traslucido muniti di minuscoli e sensibili peli che, non appena sfiorati da qualche microrganismo acquatico, provocano la chiusura della trappola in circa 0,01-0,02 secondi, uno dei più rapidi movimenti nel regno vegetale.

Di Aldrovanda esistono varianti tropicali, subtropicali e temperate anche se quella più diffusa in coltivazione è la variante temperata.

2. Famiglia: Nepenthaceae: Questo genere comprende circa 170 specie di piante a brocca, prevalentemente originarie delle foreste tropicali del Sud-est asiatico, come il Borneo, le Filippine e il Madagascar. Le piante del genere Nepenthes sono note per le loro trappole a brocca passive, che sono foglie modificate a forma di vaso. Gli insetti sono attirati all’interno della brocca dove scivolano in un liquido digestivo. Queste piante si trovano principalmente in ambienti tropicali, come le foreste pluviali del Sud-est asiatico, del Madagascar e delle Seychelles. Alcune specie rilevanti includono:

• • Nepenthes rajah: Con le sue brocche enormi, è una delle piante carnivore più grandi e può catturare vertebrati.
  • Nepenthes attenboroughii: Scoperta di recente, è una delle specie più spettacolari e grandi.
  • Nepenthes alata: Comune nelle Filippine, con brocche dalla forma allungata.

3. Famiglia: Sarraceniaceae – Questa famiglia include piante che catturano prede con trappole a brocca passive che attraggono e intrappolano le prede in un liquido digestivo.

Tra i principali generi troviamo:

• Sarracenia: Piante con lunghe foglie tubolari che formano brocche verticali colorate e attraenti per gli insetti. Si trovano principalmente nelle paludi del Nord America.Originaria del Nord America, questo genere conta circa 8-11 specie.
  • Sarracenia purpurea: Comune nelle torbiere del Nord America, ha trappole basse e larghe.
  • Sarracenia leucophylla: Famosa per le sue trappole bianche e rosse.
• Darlingtonia californica (Pianta cobra): Originaria della California e dell’Oregon, è nota anche come pianta cobra perché ha una struttura a brocca con una “testa” curva che assomiglia a un cobra, ma con meccanismi meno complessi rispetto alle Nepenthes. È l’unica specie del suo genere.
• Heliamphora: Questo genere, originario del Sud America (principalmente nelle tepui del Venezuela), comprende circa 23 specie tra cui:
  • Heliamphora minor
  • Heliamphora nutans

4. Famiglia: Lentibulariaceae – Questa è una delle famiglie più grandi e comprende oltre 300 specie di piante carnivore. Le piante di questa famiglia utilizzano meccanismi molto diversi tra loro per catturare le prede. I generi principali includono:

• Utricularia (Bladderwort): Queste piante acquatiche o terrestri possiedono piccole trappole a vescica che si aprono rapidamente per risucchiare le prede microscopiche. È un genere acquatico o semi-acquatico che include oltre 200 specie tra cui

• • Utricularia vulgaris: Comune in Europa e Nord America.
  • Utricularia gibba: Piccola e diffusa in tutto il mondo.

• Pinguicula (Butterwort): Con circa 80 specie, queste piante usano foglie appiccicose per intrappolare prede. Sono diffuse in Europa, Nord America e Sud America.

• • Pinguicula grandiflora: Diffusa nelle regioni montuose d’Europa.
  • Pinguicula moranensis: Proveniente dal Messico.

• Genlisea (Corkscrew Plant): Questo genere comprende circa 30 specie. Queste piante hanno foglie carnose ricoperte di una sostanza vischiosa che cattura piccoli insetti. Le foglie digeriscono poi la preda assorbendo i nutrienti. Conosciute come piante trappola a cavatappi, catturano microorganismi grazie a trappole sotterranee a forma di spirale.

5. Famiglia: Cephalotaceae: Questa famiglia è monogenerica, cioè comprende un solo genere.

• Cephalotus follicularis (Albany Pitcher Plant): È l’unica specie del suo genere ed è originaria dell’Australia sudoccidentale. Questa pianta è famosa per le sue trappole a brocca piccole ma molto efficienti. Le brocche hanno coperchi che impediscono alla pioggia di diluire i succhi digestivi all’interno.

6. Famiglia Byblidaceae

• Byblis (Rainbow Plant): Questo genere comprende solo poche specie e le piante sono originarie dell’Australia. Le foglie sono ricoperte da ghiandole appiccicose che funzionano come le Drosera. Nonostante il loro aspetto simile, le Byblis sono geneticamente differenti.
  • Byblis liniflora: Specie comune in Australia.

7. Famiglia Roridulaceae

• Roridula: Questo genere sudafricano include due specie (Roridula gorgonias e Roridula dentata). Queste piante usano trappole adesive simili a quelle delle Drosera, ma non producono enzimi digestivi. Invece, dipendono da insetti simbiotici (come le cimici carnivore) per digerire le loro prede.

8. Famiglia Drosophyllaceae

• Drosophyllum lusitanicum (Dewy Pine): Questa pianta, originaria della Spagna e del Portogallo, è una delle poche piante carnivore che prospera in ambienti secchi. Simile a una Drosera, usa foglie ricoperte di sostanze appiccicose per catturare insetti.

Tra tutte queste piante carnivore, le più conosciute includono:

• Venere acchiappamosche (Dionaea muscipula): Forse la pianta carnivora più famosa, è originaria delle paludi del Sud degli Stati Uniti. Ha una trappola a scatto che si chiude rapidamente quando una preda tocca i peli sensoriali all’interno. Charles Darwin definì la pianta “una delle più meravigliose al mondo”. Grazie alla sua capacità di compiere rapidi movimenti tigmonastici e alla forma delle foglie, che ricordano una bocca piena di denti acuminati, è col tempo divenuta la pianta carnivora per antonomasia.

Il nome del genere deriva da Διωναῖα Diōnâia, epiteto di Afrodite, la dea greca dell’amore e della bellezza, e significa appunto “colei che è nata da Dione”. Inteso nel senso antichissimo che una preda viene attratta da un aspetto piacevole ma, una volta catturata, è soggetta a una misera fine.

È una piccola pianta erbacea, perenne, le cui foglie sono disposte a rosetta attorno a un punto centrale. Questa pianta misura fra i 10 e i 14 centimetri quando è adulta. L’aspetto della pianta varia a seconda delle stagioni: d’inverno, le foglie si abbassano al suolo entrando nel cosiddetto periodo di dormienza, mentre d’estate le foglie si alzano dritte.

• Sarracenia: Questa pianta a “brocca” è originaria del Nord America. Le sue foglie sono trasformate in trappole tubolari, all’interno delle quali gli insetti cadono e vengono digeriti dai liquidi presenti alla base della foglia.

La Sarracenia è molto apprezzata per le curiose foglie a forma di imbuto o di cono, in colori che vanno dal bianco al rosa al rosso, alte fino a un metro, che si sono adattate per catturare e digerire insetti e piccoli organismi. Il genere Sarracenia comprende diverse specie, tra cui Sarracenia purpurea, Sarracenia leucophylla, Sarracenia psittacina e Sarracenia flava, ognuna con caratteristiche uniche, come il colore delle foglie, le dimensioni e le preferenze di crescita.

• Nepenthes: Un’altra pianta a brocca, ma con un meccanismo più evoluto e diffuso soprattutto nelle foreste pluviali tropicali del Sud-est asiatico. Alcune di queste piante sono talmente grandi da catturare piccoli vertebrati.

Il nome deriva dal greco antico νη- ne “non”, e πένθος pénthos “dolore” e fa riferimento a un episodio dell’Odissea, in cui una regina egizia porge ad Elena un “nepenthes pharmakon”, un farmaco che lenisce il dolore tramite la cancellazione dei ricordi. Il nome Nepenthes fu attribuito da Linneo, poiché egli immaginava come un botanico, che dopo un lungo e travagliato viaggio nel sud-est asiatico avesse trovato questa stupefacente pianta nel suo habitat naturale, si sarebbe sentito ripagato di ogni sforzo e tutti i suoi affanni sarebbero stati dimenticati, come successo ad Elena. Il genere Nepenthes include oltre 180 specie, principalmente terrestri, raramente epifite. Le piante consistono di uno stelo lungo fino a 15 m, di circa 1 cm di diametro. Lungo lo stelo sono posizionate foglie alternate, la cui nervatura centrale si estende oltre l’apice formando un viticcio. Il viticcio termina con una trappola, una sacca munita di opercolo chiamata ascidio. Gli insetti, attirati dal nettare secreto da ghiandole cosparse sull’ascidio, cadono all’interno, dove vengono digeriti da un liquido contenente pepsina e assimilati dalla pianta. Quando l’ascidio è ancora in via di formazione, l’opercolo è chiuso, e si apre solo quando la trappola è matura.

• Drosera: Conosciuta anche come “sundew”, è una pianta carnivora le cui foglie sono ricoperte di tentacoli vivacemente colorati e che presentano gocce di una sostanza collosa secreta da apposite ghiandole, in grado di attirare gli insetti e farli rimanere intrappolati e in secondo tempo di secernere succhi simili alla tripsina, grazie ai quali digeriscono gli insetti. Per favorire quest’ultima fase, la foglia nella quale è intrappolato l’insetto tende ad arricciarsi, avvolgendolo, in un arco di tempo che può variare, arrivando anche a durare 14 ore.

Il genere include oltre 250 specie distribuite principalmente in Australia, Africa e Sud America, con un numero limitato di specie diffuse nell’emisfero nord.

Le dimensioni sono molto varie e si va da pochi millimetri a specie molto più grandi.

La drosera contiene principi attivi con proprietà antispastiche sulla muscolatura liscia dei bronchi, disinfettanti e antinfiammatorie. Tali attività sono imputabili ai naftochinoni contenuti all’interno della stessa pianta. In particolar modo, l’attività antimicrobica della drosera pare sia esercitata soprattutto dal naftochinone plumbagina.

• Pinguicula: Questa pianta utilizza le sue foglie viscose per attirare, catturare, uccidere e digerire gli insetti. Delle circa 80 specie esistenti, 12 sono originarie dell’Europa, 9 del Nord America e le restanti si trovano in Asia settentrionale, in America centrale e meridionale e nel Messico meridionale. Le Pinguicule si dividono in due grandi gruppi a seconda del luogo di provenienza: le pinguicule temperate e quelle tropicali. Tutte formano delle rosette ma quelle temperate, durante il periodo di dormienza invernale, formano delle rosette chiamate Hibernacula con delle foglie simili a squame e (per tutte le specie a parte la P. alpina) lasciano appassire le foglie carnivore. La fioritura avviene, per quelle temperate, alla formazione delle rosette estive mentre per quelle tropicali ogni volta che cambiano rosetta. I fiori hanno steli molto lunghi per evitare di catturare gli insetti pronubi.
• Utricularia: Sono piante acquatiche che utilizzano trappole a vescica per aspirare piccoli organismi acquatici. Al genere appartengono circa 215 specie che vivono in acque dolci o in suoli saturi di acqua di tutti i continenti eccetto l’Antartide. Sono coltivate per i loro fiori, spesso paragonati a quelli delle orchidee e delle bocche di leone. Tutte le utricularie sono carnivore e catturano piccoli organismi per mezzo delle loro trappole ad aspirazione, dette utricoli. Le specie terrestri tendono ad avere trappole minuscole e si nutrono di piccoli protozoi e rotiferi. Le specie acquatiche possiedono trappole più grandi e si nutrono di Dafnie, nematodi, larve di zanzare e girini. Nonostante la loro piccola taglia le trappole sono estremamente sofisticate. Quando la preda tocca i peli connessi alla “porta” della trappola, questa si apre e risucchia al suo interno la preda e l’acqua che la circonda. Una volta che la trappola è piena di acqua la porta si richiude.

2. Caratteristiche principali delle piante carnivore

Le piante carnivore si distinguono per alcune caratteristiche chiave:

• Habitat: Queste piante si trovano in ambienti poveri di nutrienti, come paludi, torbiere, suoli acidi o sabbiosi, dove il loro accesso a nutrienti come l’azoto e il fosforo è limitato. La carnivoria è una strategia evolutiva per compensare questa carenza.
• Modificazione delle foglie: Le trappole carnivore derivano dalle foglie, che si sono evolute per attirare, catturare e digerire le prede. Le trappole variano per forma e meccanismo, adattate al tipo di preda disponibile nell’ambiente.
• Digerire le prede: Le piante carnivore rilasciano enzimi digestivi o ospitano batteri simbiotici che scompongono le prede per assorbire nutrienti vitali, come azoto e fosforo.

3. Strategie di cattura delle piante carnivore  e tipi di trappole

Le piante carnivore hanno sviluppato diversi tipi di trappole, ognuna con meccanismi unici per catturare le prede:

• Trappole a scatto (Venere acchiappamosche): Queste trappole si chiudono rapidamente attorno alla preda quando toccano peli sensoriali. La velocità di chiusura è cruciale per evitare falsi allarmi.
• Trappole adesive (Drosera e Pinguicula): Le foglie di queste piante sono ricoperte da sostanze appiccicose che intrappolano gli insetti, che poi vengono lentamente digeriti.
• Trappole a brocca (Nepenthes e Sarracenia): Queste trappole sono strutture cave riempite di liquido. Gli insetti vengono attirati da odori dolci o colori vivaci e cadono all’interno, dove annegano e vengono digeriti.
• Trappole a vescica (Utricularia): Queste piante acquatiche usano vesciche sottovuoto per risucchiare piccoli organismi quando vengono attivati sensori vicino all’apertura.
• Trappole a cavatappi: Strutture sotterranee a spirale che intrappolano microorganismi, come in Genlisea.

Questa varietà di famiglie e generi illustra l’adattabilità delle piante carnivore a diversi habitat e modalità di nutrizione. Le piante carnivore non solo variano nella morfologia, ma anche nei loro metodi di digestione:

• Digestione enzimatica diretta: Molte piante, come Drosera e Dionaea, secernono enzimi digestivi che scompongono le prede per assorbire i nutrienti.
• Digestione batterica: Alcune piante, come le Heliamphora, dipendono in parte da batteri presenti nelle loro trappole per digerire le prede.
• Simbiotismo: Specie come Roridula dipendono da insetti predatori che si nutrono delle prede catturate e poi rilasciano sostanze nutritive che la pianta può assorbire.

4. Evoluzione

L’evoluzione delle piante carnivore è strettamente legata alla loro capacità di prosperare in ambienti estremamente poveri di nutrienti. Si ritiene che la carnivoria si sia evoluta indipendentemente almeno sei volte in diversi gruppi di piante, un fenomeno noto come evoluzione convergente.

• Adattamento a suoli poveri di nutrienti: La necessità di nutrirsi di animali è nata in ambienti dove il suolo è troppo povero per fornire sufficienti nutrienti per la sopravvivenza.
• Modifica di strutture preesistenti: Le foglie delle piante si sono evolute da semplici superfici fotosintetiche a strumenti di cattura e digestione di prede.

5. Importanza ecologica

Le piante carnivore svolgono un ruolo significativo negli ecosistemi in cui vivono:

• Regolazione delle popolazioni di insetti: Molte piante carnivore contribuiscono a controllare le popolazioni di insetti, soprattutto in habitat dove la densità di prede è elevata.
• Supporto alla biodiversità: Offrono rifugio per insetti e piccoli animali che non sono predati direttamente. Ad esempio, alcune specie di Nepenthes ospitano insetti commensali che vivono all’interno delle brocche senza essere consumati.
• Indicatori ambientali: Poiché le piante carnivore vivono in habitat particolarmente sensibili, la loro presenza o assenza può indicare la salute di un ecosistema.

6. Curiosità

• Alcune piante carnivore come le Nepenthes più grandi possono catturare prede inusuali come ratti o piccoli uccelli, anche se questo accade raramente.
• La velocità di chiusura delle trappole di Dionaea muscipula è stata studiata in dettaglio dagli scienziati per comprenderne i meccanismi biomeccanici.

Conclusione

Il mondo delle piante carnivore è vasto e diversificato, con una straordinaria varietà di forme, dimensioni e strategie per catturare prede. Le circa 600-700 specie conosciute, suddivise in diverse famiglie e generi, mostrano una notevole evoluzione per adattarsi agli ambienti poveri di nutrienti in cui vivono. Queste piante rappresentano un perfetto esempio di come la vita possa adattarsi in modo creativo e affascinante alle difficoltà ambientali; esse  continuano a intrigare non solo per la loro capacità di sopravvivere in condizioni estreme, ma anche per le loro spettacolari strategie di predazione e adattamento.