Sapevi che broccoli, crauti e cavolfiore derivano dalla stessa pianta?

Cavoli, broccoli, verza, crauti, cavoletti di Bruxelles, cavolfiore, cavolo rosso, cavolo rapa. Tutti questi vegetali possono essere chiamati con un unico nome: il male del mondo (chi ha meno di 5 anni concorderà con me).

No dai, scherzo, con l’età ho imparato ad apprezzare (quasi tutti) questi ortaggi che, e forse vi sorprenderà saperlo, sono varietà diverse di un’unica specie: Brassica oleracea.

Esatto, un’unica specie che, attraverso il sistematico e impeccabile lavoro di miglioramento genetico classico operato dai breeder, ha dato vita ad un grosso numero di ortaggi dagli aspetti e dal gusto molto diversi.

Ma in che modo, da una singola specie, si sono ottenute varietà così diverse fra loro?

Spesso, su Missione Scienza, abbiamo parlato dell’importanza della variabilità genetica di una specie per indirizzare la selezione verso caratteristiche utili all’uomo, siano esse la forma, il colore, l’altezza, le resistenze ai patogeni, il sapore, ecc.

Questa variabilità deriva dal fatto che molte piante, dopo essere state importate al di fuori del proprio luogo di origine, si sono adattate ai diversi ambienti, sviluppando altrettanti ecotipi. Un ecotipo è una popolazione di piante strettamente collegate, nelle loro caratteristiche, all’ambiente ecologico in cui vivono.

Facciamo un esempio stupido. Una popolazione di papaveri che cresce a 1000 metri di altezza è verosimilmente un ecotipo differente da una popolazione di papaveri che cresce in Sicilia vicino al mare. La specie rimane la stessa ma la selezione naturale ha selezionato forme e adattamenti specifici per l’habitat colonizzato. Mi seguite, vero?

Foto prese da una pubblicazione che descrive le differenze fra due ecotipi di un fiore hawaiano (Sida fallax) che cresce sia a livello del mare (foto F), sia in montagna (foto H).

Facendo leva su questa variabilità, utilizzando opportuni programmi di selezione, si riescono ad ottenere piante molto diverse. Da una stessa linea linea di pomodori, selezionando ciclo dopo ciclo le piante più precoci e quelle più tardive si arriva a due varietà che maturano a un mese di distanza. Selezionando per colore e per forma si può arrivare a pomodori rossi e tondi in una linea e allungati e arancioni in un’altra. Con queste tecniche sono stati selezionati tutti gli ortaggi che trovate al banco ortofrutta, tutti i cereali, buona parte degli animali.

Praticamente quasi tutti i vegetali che mangiamo derivano da programmi di miglioramento genetico che li hanno “ottimizzati” per la raccolta, il consumo e la trasformazione.

Dopo questa noiosa ma doverosa premessa, torniamo alla nostra Brassica oleracea.

I cavoletti di Bruxelles

Prendiamo i cavoletti di Bruxelles, per esempio, in questo caso ci si è concentrati sui germogli ascellari. Parliamo di germogli di forma globulare che crescono alla base (l’ascella) delle foglie principali e sono costituiti da foglioline dette “embricate” (l’una copre una o due foglie sottostanti, come i carciofi). La selezione ha spinto verso germogli sempre più grandi fino alle dimensioni attuali. Normalmente i germogli ascellari sono minuscoli, sulla scala di millimetri, nulla a che vedere con quelli attuali.

Pianta di una varietà di cavoletti di Bruxelles son in evidenza le gemme ascellari dopo che le foglie sono state rimosse.

I cavoli e la verza

Nei cavoli sono state selezionate piante con foglie larghe, lisce e serrate che racchiudono foglie più giovani a formare il peculiare “cappuccio”, costituito da strati concentrici di foglie. In questo caso, l’internodo (distanza) fra le foglie viene drasticamente ridotto mentre la gemma terminale (non quelle ascellari dei cavoletti), da cui nascono le nuove foglie che rappresentano il core del cappuccio, risulta ingigantita. Il tutto è impacchettato su uno stelo corto e ciccioso che si riconosce facilmente quando si taglia il cavolo a metà. La verza è una variante del cavolo con foglie grinzose e nervature evidenti.

Pianta di cavolo cappuccio prossima alla raccolta. Fonte.
Pianta di verza. Fonte.

I broccoli

Per quanto riguarda i nostri amatissimi e popolarissimi broccoli, l’oggetto del miglioramento sono state le infiorescenze immature e parte dello stelo. Un’infiorescenza è immatura nello stato immediatamente precedente alla formazione del fiore. Lasciando i broccoli in frigo per giorni capita a volte di vedere qualche fiorellino giallo maturare. Allo stesso modo sono state ottenute anche le varietà di cavolfiore.

Raccolta del broccolo. Fonte.
Un dettaglio su un’infiorescenza che è maturata diventando fiore. Fonte.

Nozioni a caso di genetica

Detto così sembra tutto semplice, in realtà ci vogliono anni e tanta esperienza per anche solo avvicinarsi all’ideotipo scelto (la pianta ideale che si ha in mente). Molto aiuta un fattore che purtroppo l’uomo non può controllare: l’ereditabilità del tratto che si sta modificando.

Potremmo spendere ore a parlare di ereditabilità citando formule, tecnicismi vari e distinguendone diverse forme, ma skippereste malissimo questa parte e non voglio essere io a farvi venire le crisi epilettiche.

Semplifichiamo al massimo: l’ereditabilità genetica di un carattere è una misura di quanto di quel carattere è dovuto a dei geni.

“Ma come? I caratteri per definizione non sono un’espressione dei geni?”
“Eh, lallero, e io so vergine e incensurata” diceva Lucia Ocone a Mai dire Martedì.

Non parliamo di ereditarietà, ossia, in generale, la proprietà di un organismo di trasmettere le informazioni genetiche alla progenie. Il frutto di un incrocio di una pianta che porta il gene A con una pianta che porta il gene A, sarà una progenie con il gene A.

Fin qui è semplice.

Ma un carattere così come lo vediamo ad occhio nudo (fenotipo) è determinato da una componente genetica e da una importantissima componente ambientale. Alcuni caratteri sono molto influenzati dall’ambiente, altri meno. Come dicevamo, l’ereditabilità di un tratto misura quanto esso sia “influenzato” dalla componente genetica e, di conseguenza, quanto sia influenzato dall’ambiente.

Se per esempio il carattere “altezza del broccolo” avesse un’ereditabilità alta, significa che seminando quella pianta qui o in condizioni totalmente diverse, avrei una pianta alta. Se l’ereditabilità fosse bassa, in due ambienti diversi due cloni della stessa pianta avrebbero altezze molto diverse.

Come potete immaginare, più l’ereditabilità genetica è alta, più è facile fare miglioramento genetico su quel tratto. Più è bassa e più il fatto che, facciamo un altro esempio, io ottenga un pomodoro rosso intenso, è probabile che sia dovuto all’ambiente e non alla genetica della pianta. Ergo non è detto che semi derivanti da quella pianta diano pomodori altrettanto rossi.

Ereditabilità di alcuni tratti legati al breeding animale. Come potete notare sono molto pochi i tratti con un’ereditabilità vicina a 0.5.

Conclusione

Ok, non vi annoio oltre. Come nozioni essenziali ricordatevi due cose:

  • i broccoli sono ovunque, spesso mascherati da altri ortaggi;
  • un tratto viene influenzato dalla genetica e dall’ambiente, la misura dell’influenza genetica è detta ereditabilità del tratto.

Ora che avete avuto la vostra dose di genetica quotidiana andate in pace e mangiate i broccoli!

Approfondimenti

Gray, A. R. 1982. Taxonomy and evolution of broccoli (Brassica oleracea var. italic). Economic Botany 36(4): 397-410.

Maggioni, L., R. von Bothmer, G. Poulsen, and F. Branca. 2010. Origin and domestication of cole crops (Brassica oleracea L.): linguistic and literary considerations. Economic Botany 64(2): 109-123. See Less

Giovanni Cagnano

Plant Breeder di mestiere, divulgatore per hobby. Il mio percorso di studi comincia con Biotecnologie Agro-Industriali a Ferrara per proseguire a Perugia nella magistrale di Biotech Agrarie. Dopo un Erasmus in Danimarca in cui ho lavorato al mio progetto di tesi, mi è stato offerto un Industrial PhD finanziato da una borsa Marie Skłodowska-Curie presso l'azienda sementiera DLF. Sono attualmente rientrato in Italia per lavorare come breeder.

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