Suolo, tartufo, comunità vivente animale: un intricato microcosmo naturale

Abstract

Gli sforzi scientifici per scoprire i segreti dei tartufi risalgono al 1800 ma ad oggi molti aspetti sono ancora sconosciuti. Tuber aestivum Vitt., o tartufo estivo, e Tuber melanosporum Vitt., o tartufo nero pregiato, sono funghi ipogei ectomicorrizici che sviluppano simbiosi con piante come Quercus (spp.), Corylus avellana L., Pinus (spp.). Entrambe queste specie di tartufo formano intorno al tronco della pianta ospite una zona quasi completamente priva di vegetazione, chiamata pianello in italiano, o brûlé in francese. Il completo significato ecologico di quest’area, come ad esempio le dinamiche degli organismi che vivono al suo interno, sono però ancora in parte sconosciute. La ricerca qui presentata ha come obiettivo primario indagare le relazioni, dirette e indirette, tra la fauna del suolo e i funghi del genere Tuber, con particolare riferimento al pianello. In dettaglio, gli obiettivi della presente ricerca sono: 1. Studiare le intricate relazioni tra tartufo e la fauna del suolo, con particolare riferimento ai microartropodi e a un gruppo chiave, i collemboli. Capire quali tra questi sono coinvolti nell’ecologia del tartufo, influenzandone la distribuzione e/o essendo influenzati dalla stessa; 2. Indagare se e come le peculiari caratteristiche chimiche del suolo nel pianello, possano avere effetto sulla comunità animale del suolo, utilizzando due specie di tartufo differenti che producono entrambe pianello; 3. Valutare se l’effetto del tartufo possa essere maggiore durante il periodo di fruttificazione, attraverso un’analisi che segua l’intero ciclo biologico del Tuber; 4. Valutare se l’effetto del consumo di micelio da parte di organismi fungivori, come alcune specie di collemboli, possa favorire la dispersione del fungo; 5. Valutare se la specie di collembolo, Folsomia candida Willem (ISO 11267-99), è in grado di riconoscere la presenza di tartufo nel suolo standard e valutarne l’eventuale attrazione (test di preferenza alimentare). Lo studio è stato condotto in pianelli naturali di T. aestivum e T. melanosporum. Per la prima specie sono stati scelti nove pianelli situati in provincia di Piacenza (Italia), mentre per la seconda venti pianelli situati in provincia di Guadalajara (Spagna). In entrambe le località sono stati raccolti campioni di suolo al fine di eseguire analisi chimiche e biologiche. In Italia sono stati raccolti campioni ogni prima settimana del mese (da giugno 2013), per la durata totale di 12 mesi (con l’esclusione del mese di febbraio dove non è stato possibile campionare per avverse condizioni atmosferiche). In Spagna, invece, i campioni sono stati raccolti in un’unica data, il 30 maggio 2014, alla fine del periodo di fruttificazione del tartufo e della stagione secca spagnola. Per i campioni di T. aestivum sono state condotte analisi quali umidità, pH, sostanza organica e carbonio organico totale. Per i campioni di T. melanosporum, invece, pH, carbonato di calcio e calcare attivo. Per entrambe le specie è stata analizzata la comunità di microartropodi, con particolare riferimento alla comunità di collemboli e al genere Folsomia, e sono stati applicati indici di biodiversità e qualità del suolo. Inoltre, tra giugno e settembre 2015, sono stati allestiti dei test di preferenza alimentare con entrambe le specie di tartufo analizzate e il collembolo F. candida. L’area all’interno del pianello si è dimostrata a pH leggermente alcalino, rispetto all’area all’esterno, con contenuto di sostanza organica e carbonio organico minori per T. aestivum. T. melanosporum invece ha rilevato valori di pH leggermente alcalini ma poche o nulle differenze per il carbonato di calcio e il calcare attivo. Per entrambe le specie sono emerse comunità di microartropodi ricche e ben diversificate con la presenza dei principali gruppi di organismi ben adattati al suolo. Non sono emerse chiare differenze tra l’interno e l’esterno del pianello, ma l’esterno era caratterizzato da abbondanze maggiori e un più elevato numero di gruppi. Alcuni gruppi sembrano favorire l’area all’esterno, dove probabilmente trovano un ambiente più adatto per la loro sopravvivenza, mentre, il genere Folsomia, in particolare, sembrerebbe favorire l’area del pianello, solo in T. aestivum. Quest’ultima potrebbe trovare all’interno del pianello maggiore risorsa alimentare e quindi un ambiente più adatto. Gli indici, sia di biodiversità che di qualità biologica del suolo, hanno confermato questo andamento. Infine, nei test di preferenza alimentare è emersa una preferenza verso il tartufo soprattutto verso la parte finale del test. Le analisi condotte dimostrano che il tartufo contribuisce a modificare l’area del pianello. Queste differenze nei parametri chimici possono contribuire a modificare la struttura di comunità (in termini di fauna edafica) all’interno. In conclusione lo studio ha contribuito a chiarire le condizioni particolari create all’interno del pianello, sia in termini di parametri chimici che di comunità di microartropodi. Nonostante ciò, alcune questioni riguardo al rapporto tra il genere Tuber e la fauna del suolo rimangono ancora aperte. La ricerca potrebbe essere estesa ad altre specie di Tuber, anche a quelle che non producono pianello, e ad altri organismi del suolo. Potrebbe, infatti, essere di grande interesse, soprattutto per l’importante ruolo che hanno all’interno del suolo, studiare gli effetti del tartufo su organismi come lombrichi e nematodi. Inoltre la ricerca potrebbe essere implementata con il riconoscimento degli organismi a livello di specie, per verificare se ci possano essere ulteriori differenze a livelli tassonomici più elevati.

Scientific research to find out the secret of truffles date back to the 19th century but to date many aspects are still unkown. Tuber aestivum Vitt., or summer truffle, and Tuber melanosporum Vitt., or black truffle, are hypogeus ectomycorrhizal fungi that create symbiosis with plants, such as Quercus (spp.), Corylus avellana L., Pinus (spp.). Both species of truffle create an area around the trunk of the host plant that is covered with little or no vegetation at all, called “pianello” in Italian or brûlé in French. The ecological importance of this area, e.g. the dynamics of the organisms living there, is still partly unknown. The main aim of the study presented here was to investigate any direct or indirect relationships between the soil fauna and the fungi of the genus Tuber, with particular emphasis on the brûlé area, namely by: - studying the intricate relationships between truffles and soil fauna, focusing on microarthropods and the basic group of Collembola. Identifying which of them are involved in the ecology of truffles and influence or are influenced by it; - investigating whether and how the specific chemical features of the soil of a brûlé have an impact on the soil fauna community, by using two different species of truffle that create a brûlé; - ascertaining whether the effect of truffle is greater during fructification, by conducting an analysis throughout the entire biological cycle of the truffle; - assessing whether the grazing on mycelium by fungivorous organisms, such as some collembolan species can favour the dissemination of truffle spores; - determining whether the collembolan species Folsomia candida Willem (ISO 11267-99) can recognize the presence of truffle in standard soil assessing potential attraction (feeding preference tests). The study was conducted in natural brûlés of T. aestivum and T. melanosporum. We chose nine brûlés of T. aestivum located in the province of Piacenza (Italy) and twenty brûlés of T. melanosporum in the province of Guadalajara (Spain). Soil samples were collected to perform chemical and biogical analyses. In Italy we collected samples every first week of the month, from June 2013 to May 2014 (with the only exception of February when sampling was impossible due to bad weather conditions). In Spain, all the samples were collected on the same day, i.e. 20 May 2014, at the end of the truffle fructification period and the dry season. Moisture content, pH, organic matter and total organic carbon were determined on T. aestivum samples. pH value, calcium carbonate and active carbonate were determined on T. melanosporum samples. The microarthropod community was analyzed for both truffle species, with particular focus on Collembola and Folsomia genus, and biodiversity and soil quality indices were applied. Between June and September 2015, feeding preference tests were also performed with both truffle species and the Collembola F.candida. The area inside T. aestivum brûlé was characterized by lightly alkaline pH values, compared to the outside area, with low organic matter and organic carbon. The area inside T. melanosporum brûlé was characterized by lightly alkaline pH values and small differences in terms of calcium carbonate and active lime. Well-developed and diversified microarthropod community was found for both species, with the main groups of organisms well adapted to soil. No clear differences were noted between the inside and the outside of the brûlés, though the outside was characterized by higher densities and a greater number of groups. Some groups seems to prefer the area outside the brûlé, where they probably find a more favourable environment to their development, while the Folsomia genus seems to prefer the brûlé area, only in T. aestivum. This group probably find in this area greater food resource and hence a more suitable environment. Biodiversity and soil biological quality indices showed the same trend. Finally, feeding preference tests showed a preference for truffles especially at the end of the test. The study contributes to demonstrate that truffles create a modified area inside the brûlé. These differences in chemical parameters could influence and modify the community structure (in terms of edaphic fauna) inside the brûlé. In conclusion, the study contributes to clarify the particular conditions created inside the brûlé, in terms of both chemical parameters and microarthropod community. Nevertheless, some aspects relating to the relationship between soil fauna and truffles still need to be investigated. Research could be extended to other Tuber species, including those not producing a brûlé, and other soil organisms. An analysis of the effect of truffles on earthworms and nematodes would be of great interest, especially for their important role in soil ecosystems. Research could also be improved by recognizing organisms to species level in order to verify whether there are further differences at higher taxonomic levels.