Dalla curiosità botanica alla tecnologia agricola del futuro: l’apomissia

Nel XIX secolo, alcune piante australiane coltivate nei Kew Gardens di Londra suscitarono grande interesse: erano piante di sesso femminile ma erano capaci di produrre semi vitali in assenza di individui di sesso maschile. Solo più tardi si scoprì che ciò era dovuto al fenomeno dell’apomissia, una forma di riproduzione asessuata che consente la formazione di semi clonali, geneticamente identici alla pianta madre. Oggi questa peculiarità biologica si sta affermando come una potenziale rivoluzione in campo agricolo, capace di ridurre i costi di produzione e aumentare la sicurezza alimentare su scala globale.
L’apomissia consente a una pianta di generare semi vitali senza passare attraverso la meiosi e la fecondazione. Il risultato è un embrione clonato, identico alla pianta madre. Esistono diverse forme di apomissia (Apomissia gametofitica: Diplosporia o Aposporia e Apomissia sporofitica).
Questo meccanismo riproduttivo è stato documentato in oltre 300 specie di angiosperme, in particolare nelle famiglie delle Asteraceae, Poaceae, Rutaceae e Rosaceae. Tuttavia, l’apomissia è pressoché assente nelle principali colture alimentari, probabilmente a causa della selezione umana che ha favorito la sessualità per aumentare la variabilità genetica.
Contrariamente a quanto si è a lungo creduto, l’apomissia non rappresenta un’anomalia evolutiva, bensì una strategia riproduttiva antica e diffusa. Studi recenti suggeriscono che apomissia e sessualità coesistano come modalità adattative, selezionabili in base alle condizioni ambientali: la clonazione può essere vantaggiosa in ambienti stabili e favorevoli, mentre la riproduzione sessuata, generando variabilità, risulta utile in condizioni di stress.
Nel contesto agricolo, le varietà ibride F1 garantiscono alte rese grazie al vigore ibrido, ma la loro progenie F2 è eterogenea e costringe gli agricoltori ad acquistare nuovi semi ogni anno. L’introduzione dell’apomissia nelle colture permetterebbe di fissare stabilmente le caratteristiche vantaggiose degli ibridi, rendendo possibile la risemina senza perdita di prestazioni. Tra i vantaggi ricordiamo una drastica riduzione dei costi di produzione e una maggiore autonomia per gli agricoltori (soprattutto nei Paesi in via di sviluppo). Solo nel caso del riso, si stima che varietà clonali potrebbero generare risparmi globali fino a 1,8 miliardi di euro l’anno.
L’introduzione dell’apomissia nelle piante coltivate è complessa: i processi chiave sono spesso regolati da vie genetiche distinte e, anche se in alcune specie il controllo genetico appare più semplice, i loci coinvolti risultano complessi e difficili da manipolare. Negli ultimi anni, un passo decisivo è stato compiuto nel riso, grazie alle tecnologie di evoluzione assistita (TEA). Il sistema MiMe (Mitosis instead of Meiosis) che consente di trasformare la meiosi in mitosi, mantenendo inalterato il corredo genetico materno è stato integrato con il gene BBM1. Questo ha permesso la formazione di embrioni senza fecondazione, dando origine alle prime linee di riso clonali ottenute per seme. Questa innovazione apre la strada a una nuova era nella produzione sementiera.
In conclusione, l’apomissia rappresenta una delle più promettenti frontiere delle biotecnologie vegetali. La possibilità di fissare genotipi d’élite, ridurre i costi e facilitare l’accesso a sementi di qualità potrebbe trasformare radicalmente l’agricoltura. Restano tuttavia sfide genetiche ed epigenetiche da superare per rendere stabile e sicura questa tecnologia. Se tali ostacoli saranno superati, l’apomissia potrà davvero contribuire a garantire la sicurezza alimentare del futuro.