Saprofita

Saprofita

SAPROFITA

SIGNIFICATO

Si tratta di una parola d’origine greca, composta da “Sapros“che significa marcio e da “Phyton“ che significa pianta.

Il termine saprofita, si riferisce ad un meccanismo di approvvigionamento dei nutrienti, che viene adoperato da alcuni organismi e microrganismi eterotrofi. Questi ricavano gli elementi necessari per svolgere il proprio ciclo biologico, attraverso la degradazione delle macromolecole che compongono gli organismi animali o vegetali morti, o più in generale la sostanza organica in decomposizione.

I DECOMPOSITORI

Il gruppo principale dei saprofiti, può essere suddiviso in tre o quattro sottogruppi più piccoli, poichè questi non sono tutti uguali ma, differiscono sia per quanto riguarda la tassonomia, il ciclo vitale e il meccanismo di nutrizione.

Fanno parte dei sottogruppi i decompositori, di cui fanno parte tendenzialmente, moltissime specie di funghi e batteri.

Il primo gruppo è formato dai macromiceti saprotrofi; questi costituiscono il gruppo più numeroso, all’interno del regno dei funghi.

Tra i decompositori ci sono anche alcune specie di licheni.

Il secondo sottoinsieme, è formato dai detritivori (che si nutrono di detriti), come diverse specie di artropodi, crostacei, anellidi, ma anche nematoda e oligochaetae. Queste diverse categorie di organismi, frequentemente vivono in ambienti umidi o acquosi, così da sfruttare la caduta di detriti legnosi e foglie come fonte di nutrimento.

Infine fanno parte dell’ultimo sottogruppo i coprofagi, ovvero gli animali che si nutrono degli escrementi degli animali, come le larve di alcune specie dei ditteri e gli scarabei stercorari. Esistono, però, anche funghi coprofagi come quelli del genere Paneolus, che crescono spesso, sopra o in prossimità, per lo più di sterco bovino.

Gli organismi saprofiti, comprendono quindi sia il gruppo dei detritivori, dei decompositori e quello dei coprofagi. Dal punto di vista ecologico, gli esseri viventi di tutti i gruppi, sono estremamente importanti per il funzionamento di molti ecosistemi.

I RUOLI ECOLOGICI DEI SAPROFITI

Di seguito, un elenco degli svariati ruoli ecologici:

  • Grazie alla capacità di decomposizione della materia organica morta, i saprofiti sono parte integrante del ciclo di nutrienti, come l’azoto il fosforo e il potassio. Essenziali per la crescita delle piante.
  • Sono rilevanti anche per il ciclo del carbonio, poiché tramite la decomposizione, viene liberata co2 dalla biosfera, che passa nell’atmosfera, così da poter essere organicata successivamente dagli organismi foto sintetizzanti.
  • Riescono a scomporre e degradare, materiali recalcitranti come la lignina e la cellulosa, che insieme all’emicellulosa, costituisce il 70% delle cellule vegetali, ed è il polimero più abbondante sul pianeta Terra.
  • Una caratteristica praticamente univoca dei funghi, è che la maggioranza di loro è in grado di degradare le diverse componenti lignocellulosiche, degli ecosistemi boschivi.
  • Considerata la grande capacità di degradazione dei polimeri complessi, questi funghi possono provocare ogni anno consistenti perdite economiche.
  • I flussi energetici di alcuni ecosistemi, si basano sulla catena del detrito, quindi sono caratterizzati da un’abbondanza di materia organica morta da degradare.
  • I saprofiti sono essenziali nel mantenimento della fertilità del suolo, partecipando alla formazione dell’humus, ovvero, quell’insieme di nutrienti che sono importanti per la nutrizione di molte specie vegetali.
  • Contribuiscono a mantenere la struttura ottimale del suolo, favorendo l’areazione e la ritenzione idrica.
  • Alcuni batteri saprofiti, che vivono nel nostro apparato digerente, sono importanti per la sintesi di vitamine e in generale per il benessere intestinale.
  • Grazie alla loro azione, i saprofiti riescono a modificare diversi ambienti, creando dei particolari microhabitat, che favoriscono la colonizzazione da parte di altri organismi.
  • Possono aiutare nel controllo delle malattie, limitandone la loro diffusione, favorendo la salute e l’equilibrio degli ecosistemi.
  • Nel complesso, sono quindi fondamentali per una elevata biodiversità o diversità ecologica.

COME AGISCONO I SAPROFITI

I saprofiti, nel complesso, possono essere molto diversi tra di loro, sia per quanto riguarda l’aspetto anatomico, ma anche il metabolismo e il ciclo vitale. Quando è presente della materia organica da degradare, questa può avere proprietà e macromolecole chimiche differenti, per cui gli organismi ecompositori, non agiscono contemporaneamente, ma uno dopo l’altro, a seconda di diversi aspetti.

Questo meccanismo prende il nome di successione, e prevede che il substrato da degradare, venga colonizzano da specie differenti, secondo un ritmo preciso, ma soprattutto in base al materiale di partenza, caratteristiche biochimiche, metaboliche o strategia di crescita delle specie decompositrici.

Un semplice esempio, lo possiamo fare con l’unità di base della vita, difatti quando una cellula muore, inizia un processo di autolisi, per cui si disgrega, liberando diversi elementi e macromolecole biologiche, tra cui zuccheri e amminoacidi. Questi possono essere poi consumati da batteri o da funghi.

Un modello più complesso, che possiamo utilizzare, per migliorare e facilitare la comprensione di questo fondamentale meccanismo di riciclo dei nutrienti, che tipicamente avviene in natura, lo possiamo fare partendo da un semplice albero, ad esempio un castagno. Dopo che l’albero cade, morirà e verrà decomposto da una serie di organismi.

MODELLI DI DEGRADAZIONE

  1. I primi organismi, a intervenire nella successione degradativa, per quanto riguarda le specie di miceti, sono i funghi epifitici, insieme a quelli debolmente parassiti, poi avremo i colonizzatori primari, gruppo principale e ampio di diverse specie, che intervengono subito dopo appena la morte di una specie vegetale.
  2. Solitamente queste specie iniziali, sono ruderali, primitive, non posseggono particolari abilità metaboliche, il che significa che per completare il proprio ciclo biologico, utilizzano una strategia di crescita di tipo R, la quale indica che traggono energia, mediante il nutrimento da molecole semplici e piccole, come il fruttosio, il glucosio, a volte leggermente più complesse come l’amido.
    Questi non sono degli ottimi competitori, non riescono a difendere attivamente il substrato di crescita, per cui possono essere facilmente sostituiti da altre specie, questo li porta ad accrescersi molto velocemente producendo una prole numericamente abbondante, poiché, devono contrastare l’elevata probabilità di morte. Nel regno dei funghi, questa categoria è rappresentata principalmente, dal phylum degli Zigomiceti.

    La degradazione, poi continua con altre categorie di organismi che permangono per un tempo più lungo sopra l’ospite.

  3. Nel terzo atto, gli organismi protagonisti sono di due tipologie differenti. Troviamo quindi quei funghi che iniziano ad essere in grado di scoporre polimeri, via via sempre più strutturati e complessi, e gli opportunisti secondari.
    Il nome di quest’ultima categoria dovrebbe accennare già loro caratteristiche primarie. Effettivamente, questi colonizzano il substrato, quando le altre specie hanno già lavorato, quindi si nutrono degli “scarti “ degli altri funghi, del loro micelio, dell’esoscheletro degli insetti. Naturalmente questi, rispetto ai colonizzatori primari, competono molto bene e talvolta, si difendono attivamente secernendo metaboliti secondari.
    I polimeri che vengono scomposti in questa fase sono le emicellulose, le cellulose e a volte la chitina. I funghi in grado di degradare questi polimeri, riescono anche a sequestrare diversi nutrienti, immagazzinandoli nel comparto ifale, in aggiunta sono stress tolleranti, per cui sopportano molto bene ampie variazioni delle condizioni ambientali, come la luce, l’acqua ed il pH.
  4. Nell’ultimo atto, si presentano i funghi più complessi, quelli superiori, che hanno la capacità effettiva di degradare il materiale recalcitrante per eccellenza, ovvero la lignina, riuscendo ad accedere ai polimeri complessati.
    Lo fanno mediante diverse macromolecole proteiche, come gli enzimi e molecole ossidanti che attirano gli elettroni. Gli attori principali dell’atto finale, sono quindi specie con una strategia di crescita K, e posseggono diversi pattern: completano il loro ciclo vitale molto lentamente, quando sono presenti su un determinato substrato di crescita diventano degli antagonisti, poiché riescono automaticamente ad inibire la crescita di altre specie. Infine, possono anche assimilare i nutrienti meno sfruttati dai colonizzatori precedenti, come l’azoto; in aggiunta, essendo organismi molto competitori, producono un basso numero di individui, che cercheranno di portare a maturazione.

ASSIMILAZIONE DEI NUTRIENTI

Volendo fare ordine nell’assimilazione delle sostanze nutritive, partendo da quelle più semplici a quelle più complesse, troveremmo per primi i monosaccaridi semplici, come il glucosio e il fruttosio, poi a mano a mano, polimeri sempre più complessi, a partire dall’amido, ovvero un polisaccaride, costituito da due polimeri del glucosio, l’amilosio che è lineare e l’amilopectina ramificato.

Successivamente avverrà la scomposizione delle macromolecole più complesse, e recalcitranti, (cioè che contrastano molto bene le azioni enzimatiche di degradazione) come l’emicellulosa, la cellulosa, la lignina, la suberina ed infine la chitina, che insieme a diverse forme di beta glucani, è il principale componente delle pareti ifali dei funghi.

🔥💥 In effetti anche i miceli dei funghi muoiono, quindi le loro molecole devono essere in qualche modo riciclate. Questa operazione viene effettuata da diversi organismi micofagi, gli invertebrati del suolo, che a volte tramite il proprio nutrimento, permettono anche la diffusione sporale nell’ambiente; questi sono gli oligochaetae, i nematoda, e gli Arthropoda.

La prova del processo di decomposizione, operato dagli organismi saprofiti, necessario per mantenere in salute gli ecosistemi, è analoga a quello che si può osservare nel compostaggio, una tecnica di riciclo e smaltimento dei rifiuti solidi organici, che oltre ad essere usata a livello industriale, per scopi remunerativi, è adoperata anche a livello famigliare.

Come fanno i funghi a degradare i materiali più complessi?

Come abbiamo visto, i funghi sono in grado di sintetizzare diverse macromolecole, alcune di queste finiranno nella parete ifale, ad esempio la chitina, mentre altre, come gli enzimi idrolitici, necessari per scomporre i polimeri complessati e reclacitranti come la lignina, o più degradabili come le cellulose, finiranno nei loro costituennti di base, che verranno assimilati, ovvero i monomeri di glucosio.

Quando leggiamo o sentiamo dire che si tratta di una specie “saprotrofa”, questo implica che la specie in questione produca enzimi con funzioni differenti, ma sempre indispensabili per scomporre macromolecole più grandi in pezzettini più piccoli e facilmente assimilabili dall’ifa.

La maggior parte delle specie di miceti in grado di nutrirsi indirettamente con la lignina, sono Basidiomycota, come quelli che creano i cerchi delle streghe, e che crescono in ambienti boschivi, senza necessitare, della presenza di specifiche specie vegetali.

A questo punto, facciamo insieme una riflessione:
ma se i funghi necessitano di enzimi per scomporre i polimeri da cui trarre energia, come fanno a sintetizzare gli enzimi senza energia?

In realtà, i funghi che crescono sul legno ed in generale, quelli in grado di scomporre la lignina, necessitano di un semplice starter energetico iniziale.

Questi funghi riescono infatti ad assorbire anche alcuni elementi nutritivi più semplici e non solo quelli complessati e strutturati. Il termine complessato, in quest’ambito, fa soprattutto riferimento alla lignocellulosa, ovvero un particolare “superpolimero” che si forma tra la lignina e la cellulosa, mediante la realizzazione di legami chimici covalenti, cioè molto forti e difficili da rompere. Una volta assorbiti, verranno consumati per ricavare l’energia necessaria per la costruzione di diverse molecole enzimatiche, come le cellulasi, le chitinasi o le emicellulasi.

Oltre ai catalizzatori proteici (enzimi), per degradare completamente la lignina, sono necessarie molecole ossidanti. In questa fase, l’azoto gioca un ruolo cruciale, difatti la sua carenza, è necessaria come stimolazione per una maggiore e migliore produzione di queste proteine.

DEGRADAZIONE DELLA LIGNINA

Questo complesso polimero recalcitrante, viene degradato dai funghi in grado di provocare il marciume bianco.

Tra questi sono inclusi sia specie di Basidiomiceti, come ad esempio il Coriulus versicolor e il Chiodino/Famigliola buona (Armillaria mellea), ma anche Ascomiceti.

In realtà però, funghi in grado di scomporre la lignina, sono anche quelli del marciume molle e bruno. La differenza sta nel meccanismo d’azione per farlo.

In generale per rompere i legami che formano questo pesante e complesso polimero organico, serve un pool enzimatico, composto da proteine differenti agenti però tutte in modo univoco. Questo pool di enzimi, comprende la laccasi, la manganese perossidasi e la lignina perossidasi ed infine la glucosio ossidasi.

I funghi capaci di degradare la lignina, necessitano di uno starter di energia iniziale, che permette a loro di sintetizzare quest pool mlto complesso. Il processo di degradazione si basa sulla variazione dello stato di ossidazione, e sull’azione di mediatori, agenti ossidanti, cioè molecole più piccole, che riescono a penetrare la parete cellulare e attaccare gli strati interni della lignina.

DEGRADAZIONE DELLA CELLULOSA

La trasformazione chimica della cellulosa, la rottura dei suoi legami per la liberazione del glucosio, è operata da un insieme di enzimi, ovvero il complesso delle cellulasi.

L’endoglucanasi frammenta la cellulosa in polimeri più piccoli, il cellobiosio, poi la cellobio-idrolasi taglia i dimeri di glucosio, all’estremità del polimero, ed infine la β-glucosidasi scinde il cellobiosio in singole unità di glucosio.

Questi enzimi lavorano in modo complementare e sono regolati da meccanismi di feedback che bilanciano la produzione e l’assorbimento dei nutrienti. I nutrienti vengono assorbiti attraverso canali trasportatori e pompe protoniche, sfruttando un gradiente di concentrazione all’interno dell’ifa.

IN CONCLUSIONE

Secondo alcune ricerche scientifiche, i funghi saprofiti reppresenterebbero circa il 90% della respirazione eterotrofa degli ecosistemi boschivi e forestali.

Inoltre come accennato prima, riescono a liberare elementi basilari strettamente necessari per gli organismi vegetali, come l’azoto il fosforo, ma anche i carbonio.

I funghi, tramite il loro cordoni miceliari, cioè un insieme-concatenamento di ife, riescono a distribuire gli elementi nutritivi nel suolo, anche a distanze notevoli.

La decomposione operata da queste specie saprofite, spesso avviene su di una lettiera, che a seconda del bosco e delle specie vegetali presenti, può essere costituita da foglie, rametti, alberi, fiori, frutti, semi  e altro ancora.

I catlizzatori proteici, provocano diversi effetti, tra cui soprattuto, la liberazione di anidride carbonica, o biossido di carbonio (Co2) nell’atmosfera, contribuendo così ad alimentare il ciclo del carbonio, quindi, i funghi sono alla base di uno dei più importanti servizi ecosistemici.

FUNGHI SAPROFITI

Fare un elenco delle specie fungine che si nutrono adottando la strategia da saprofiti sono davvero moltissime. Elencarle tutte quante sarebbe quasi impossibile, tuttavia, sul nostro sito è possibile ricavare un elenco delle specie saprofite, digitando semplicemente il termine “saprofita” all’interno del riquadro che sta al di sotto della voce “CERCA ARGOMENTI SUL SITO”. Così facendo si aprirà un lunghissimo elenco di tutte le specie fungine o articoli in cui si parla della parola “saprofita”.

Ad ogni modo, di seguito proponiamo un brevissimo elenco di alcune tra le specie fungine saprofite più note, già recensite su Funghimagazine:

Saprofita@funghimagazine.it
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