GROWING UNDERGRAUND: sei favorevole o no? In una delle zone trafficate di Londra è in corso una coltivazione di moltissime piantine. Si tratta di micro ortaggi dalle numerose proprietà. Vengono coltivate in un rifugio antiaereo della Seconda Guerra Mondiale, coltivati dal 2015. Si tratta della prima fattoria sotterranea al mondo. Cosa ne pensi? Prima di prendere una posizione, documentati approfonditamente con il materiale a disposizione. La classificazione dei viventi La tassonomia è la scienza che cataloga i viventi in gruppi. Identificare un vivente significa trovare il nome che ad esso è stato assegnato e la sua posizione nella classificazione. Il raggruppamento più piccolo è la specie, che è l’unità di base della classificazione. Appartengono alla stessa specie tutti gli individui in grado di generare figli fertili1. Cavallo e asino non appartengono ala stessa specie perché mulo2 e bardotto3 sono sterili4. Il genere è un insieme di specie diverse. Una famiglia è un insieme di genere e così via. Ogni specie si può chiamare con un doppio nome: si tratta della nomenclatura binomiale, inventata da Carlo Linneo5. I nomi sono in latino perché all’epoca di Linneo quella era la lingua parlata dagli scienziati di tutto il mondo. Il primo nome indica il genere e il secondo la specie. Felis silvestrus quindi indica un organismo del genere Felis e della specie silvestrus: il gatto domestico. Attenzione: il genere si scrive con la maiuscola, mentre la specie con l’iniziale minuscola! La categoria più grande di tutti (che racchiude anche i 4 regni: ) è il dominio. Esistono solamente 3 domini: gli archei (unicellulari procarioti, sono gli organismi più antichi comparsi sulla terra), i batteri (anch’essi unicellulari procarioti) e gli eucarioti (contiene 4 regni: protisti, unicellulari e gli altri pluricellulari: funghi, piante, animali). Esistono chiavi di identificazione dicotomiche, chiamate così perché le domande hanno solamente due tipi di risposta (dicotomia=divisione in due parti), possono aiutarci a classificare i viventi, come in questa qua rappresentata. LE PIANTE 1 Fertile = in grado di riprodursi (cioè di avere figli) Il mulo nasce dall'incrocio tra un asino e una cavalla 3 Bardotto è il figlio che nasce da un cavallo e un’asina 4 Sterile = non in grado di riprodursi 5 Carl Nilsson Linnaeus, divenuto Carl von Linné in seguito all'acquisizione di un titolo nobiliare e chiamato Carlo Linneo in italiano (Råshult, 23 maggio 1707 – Uppsala, 10 gennaio 1778), è stato un medico, botanico, naturalista e accademico svedese, considerato il padre della moderna classificazione scientifica degli organismi viventi. 2 1/6 COSA SONO: sono organismi pluricellulari fotosintetici, autotrofi, appartenenti al regno delle piante COME SI NUTRONO: sono organismi autotrofi, in grado di prodursi il cibo da sé, quindi compiono la reazione della fotosintesi clorofilliana, durante il giorno, grazie alla luce solare: Sono quindi capaci di trasformare il diossido di carbonio (CO2) presente nell’aria, che reagisce con l’acqua assorbita con le radici dalla terra, grazie all’energia solare che viene catturata dalla clorofilla presente nei cloroplasti, in energia (sotto forma di glucosio C6H12O6), liberando anche ossigeno, O2 (si dicono anche i polmoni della terra proprio perché producono l’ossigeno che serve a noi per vivere). Questa reazione avviene nelle foglie perché dall’atmosfera assorbono la CO2 e immettono O2, attraverso gli STOMI, che sono sulla pagina inferiore della foglia (NdR: vedi la foglia). COME RESPIRANO: anche le loro cellule compiono come le nostre la respirazione cellulare, sempre, di giorno e di notte. Si ha quindi una reazione di combustione (reazione con l’ossigeno) del glucosio, con produzione di diossido di carbonio (o anidride carbonica), acqua ed energia (sotto forma di ATP, una sigla che indica la molecola adenosina trifosfato). Respirano attraverso le foglie perché dall’atmosfera assorbono O2 e immettono CO2, attraverso gli STOMI, che sono sulla pagina inferiore della foglia (NdR: vedi la foglia). La quantità di ossigeno che producono con la fotosintesi è maggiore di quella consumata con la respirazione, per cui complessivamente producono ossigeno. COME SI SONO EVOLUTE: le antenate delle piante sono le alghe pluricellulari (protisti): sono formate da cellule tutte uguali, il corpo delle alghe è detto TALLO. Esistono verdi, rosse e brune. Hanno colori diversi perché contengono pigmenti che nascondono il colore della clorofilla verde e vivono a profondità diverse in mare. Dalle alghe acquatiche le piante si sono adattate alla vita terrestre, ad esempio per ottenere l’acqua, che è presente solamente nelle profondità del terreno. Nel corso di milioni di anni si sono poi sviluppate diverse strutture per compiere diverse funzioni: radici, fusto e foglie. Le tracheòfite sono proprio le piante dotate di radici, fusto e foglie. E’ curioso poi pensare che le piante evolute sono “tornate” in acqua marina, proprio come Posidonia oceanica (come è un po’ avvenuto con i mammiferi tornati in acqua come le balene e i delfini), che forma praterie (come se fossero boschi) marini. Nel mare producono ossigeno e sono da habitat per molte specie. COME SI MUOVONO: le piante sono in grado di compiere movimenti in risposta agli stimoli dell’ambiente. Si orientano per esempio verso il sole: fototropismo (sono capaci di curvare fusti e foglie in direzione della luce). Sono in grado anche di effettuare il geotropismo: radici e fusti avvertono la gravità e si orientano di conseguenza, anche se questo causa un cambiamento di direzione delle radici (per seguire la forza di gravità). Effettuano anche il tigmotropismo: alcune piante (come la vite) si sostengono agggrappandosi ai vari oggetti con i loro viticci (foglie modificate) 2/6 RADICI 3 FUNZIONI: 1. assorbire acqua dal suolo, 2. ancorare (fissare) la pianta al suolo 3. immagazzinare sostanze di riserva 3 ZONE: 1. APICE RADICALE: rivestito dalla cuffia, protegge la radice mentre si addentra nel terreno 2. ZONA DI ACCRESCIMENTO: qua le cellule si dividono per allungare la radice 3. ZONA DI ASSORBIMENTO: ricca di peli radicali che assorbono l’acqua e i sali minerali disciolti 3 TIPI: 1. A FITTONE: c’è una radice principale sviluppata che entra nel terreno (es. carota) 2. FASCICOLATE: la radice principale e le secondarie non si distinguono, partono tutte dal fusto come se fossero raggruppate in fascetti (es. porro) 3. AVVENTIZIE: si formano lungo il fusto e permettono di arrampicarsi (es. edera) A NOI A COSA SERVONO: 1. In cucina: alcune radici sono molto gustose 2. Difendono il suolo: trattenendo il terreno, impediscono frane FUSTO 3 FUNZIONI: 1. Dà sostegno alla pianta 2. Collega le radici alle foglie, permettendo così il trasporto della LINFA (liquidi) a tutta la pianta, grazie al SISTEMA VASCOLARE: è formato da XILEMA (trasporta la linfa grezza, cioè quella prima della fotosintesi, perciò ricca di acqua e sali minerali, dalle radici alle foglie) e FLOEMA (trasporta la linfa elaborata dalla fotosintesi, perciò ricca di glucosio, dalle foglie alle radici) STRUTTURA: Nel fusto degli alberi i diversi tessuti sono distribuiti in anelli concentrici, che segnano la crescita di un albero: ogni anno le piante producono un nuovo cilindro di xilema e di floema, in cui scorrono i nuovi vasi necessari alla pianta. TIPI: Fusti legnosi (come negli alberi, che hanno un fusto principale e rami secondari e negli arbusti, che hanno rami che partono dal suolo, senza un fusto principale) Fusti verdi e non legnosi (piante erbacee) 3/6 Fusti sotterranei (o ipogei): a) bulbi (cipolla, giglio, tulipano): fusti ingrossati con funzione protettiva o di riserva b) tuberi (patate): fungono da deposito di sostanze nutritive c) rizomi (primula, asparago): crescono orizzontalmente Fusti succulenti (piante grasse): adattamenti al clima arido, con funzione di immagazzinare molta acqua (le foglie si trasformano in spine per non perdere troppa acqua) FOGLIA FUNZIONI: 1. Svolgere la fotosintesi 2. Respirare 3. Traspirare (perdita di acqua sotto forma di vapore) STRUTTURA: Le foglie sono formate dal picciòlo (il gambo che unisce la foglia al ramo), la pagina superiore (generalmente più scura, la parte della foglia che è “sopra”, rivolta al sole), la pagina inferiore (quella che è “sotto”, non rivolta verso il sole), l’apice (la punta della foglia), il margine (il bordo della foglia) e le nervature (continuazione dello xilema e del floema, dove scorre la linfa). La foglia è ricca di cloroplasti, che contengono la clorofilla, che permette la fotosintesi. Tutta la foglia è avvolta dall’epidermide, un tessuto protettivo e della cuticola (uno strato di sostanze impermeabili che evitano l’eccessiva perdita di acqua). Sulla pagina inferiore della foglia ci sono delle strutture dette STOMI. Ogni stoma è formato da due cellule, chiamate CELLULE DI GUARDIA (che assomigliano per forma a due fagioli). Dagli stomi entrono ed escono i gas (diossido di carbonio, ossigeno e vapor acqueo). Quando le cellule di guardia sono gonfie d’acqua, lo stoma è aperto e permette lo scambio di gas. Viceversa lo stoma, se le cellule non sono piene d’acqua, è chiuso e impedisce gli scambi gassosi con l’esterno. Quando le cellule di guardia permettono di far fuoriuscire il vapor acqueo in eccesso, si ha la traspirazione della pianta (il sole causa la continua evaporazione di acqua dagli stomi, che è compensata dall’assorbimento di acqua da parte delle radici). FORMA: Ci sono moltissimi tipi di foglie, in base alla forma della foglia e a quella del margine. 4/6 SEME Alle tracheòfite (piante dotate di radici, fusto e foglie) appartengono le spermatofite, le piante che si riproducono per via sessuale, attraverso i semi (sperma=seme in greco). Le briòfite (come i muschi e i licheni), più primitive, non producono invece semi. FUNZIONE: 1. Proteggere l’embrione 2. Riproduzione della pianta 3. Dispersione della pianta nell’ambiente (ha consentito alle piante di diffondersi in tutti gli ambienti) STRUTTURA: Il seme è formato del tegumento (la parte più esterna, che impedisce di seccarsi e permette di resistere), e dai cotiledoni (ricchi di sostanze nutritive, per far crescere l’embrione). Alcune piante hanno solamente un cotiledone (monocotiledoni, come il grano, l’orzo e il mais), altre sono formate da due cotiledoni (dicotiledoni, come il fagiolo, i piselli e le lenticchie). DISSEMINAZIONE E GERMINAZIONE: Quando il seme trova le condizioni adatte (di acqua e temperatura) germina: prima spunta la radichetta, poi il fusticino (nutrendosi delle sostanze di riserva dei cotiledoni). Infine spuntano le foglioline, i cotiledoni si raggrinziscono e cadono perché non servono più, in quanto è ormai partita la fotosintesi. I semi si spostano grazie agli animali, al vento: questo fenomeno che permette loro di raggiungere anche posti molto più lontani è detto disseminazione. FIORE Tra le piante con seme, quelle più evolute sono le angiosperme, ossia le piante con fiore. Nel fiore sono prodotti sia i gameti (le cellule sessuali) maschili (il polline) che quelli femminili (gli ovuli). Si può quindi avere sia l’autofecondazione che la fecondazione incrociata, ad opera degli insetti o del vento. I sepali sono verdi e hanno una funzione protettiva. I petali sono colorati e attraggono gli insetti. La parte maschile è costituita dagli stami, formati da filamenti (il gambino) e le antere (che contengono il polline). La parte femminile è costituita dal pistillo, formato da stimma, stilo e ovario (che contiene gli ovuli). 5/6 GROWING UNDERGROUND: I VANTAGGI DELLA COLTIVAZIONE SOTTERRANEA Sottoterra. Trentatré metri, per la precisione. Sopra, il bailamme di Clapham, una delle aree più trafficate di Londra. Sotto, un’area di 528m2 di tunnel occupati da piante. O meglio, microgreens, micro ortaggi dalle numerose varietà e proprietà organolettiche. Sono quelli che crescono in un rifugio antiaereo della Seconda Guerra Mondiale della capitale inglese, coltivati dal 2015 da Growing Underground, la prima fattoria sotterranea al mondo che rifornisce alcuni degli Chef e dei supermercati più sofisticati della City, e che pianifica già di espandersi. Ecco come è stata realizzata questa insolita piantagione e quali traguardi promette di raggiungere. L’idea è di Richard Ballard e Steven Dring che, grazie al supporto dell’Università di Cambridge, sono riusciti a realizzare un impianto idroponico (un tipo di coltura fuori suolo), privo di terreno e alimentato automaticamente da acqua e luce artificiale. L’illuminazione è infatti garantita da file di LED per diciotto ore al giorno, con una temperatura costante di 22°C che consente a ogni pianta di crescere quel tanto che basta per essere raccolta e imbustata, dopo sole due settimane dalla nascita. Non solo, il processo di coltivazione è completamente privo di pesticidi e altamente sostenibile: una caratteristica imprescindibile per i due imprenditori e raggiungibile solo attraverso i più avanzati strumenti dell’agricoltura 4.0 o di precisione. È proprio nelle fasi preliminari del progetto che sono stati coinvolti i ricercatori del prestigioso istituto inglese, che ancora oggi monitorano la piantagione. Il gruppo guidato da Melanie Jans-Singh, dottoranda del Dipartimento di ingegneria di Cambridge, si è occupato di installare 25 sensori nell’orto verticale per misurare con esattezza tutto ciò che avviene al suo interno: i nutrienti presenti, il livello di acqua, luce, calore, CO2, umidità, corrente d’aria e persino il grado di crescita minuto per minuto, per un totale di 89 variabili. I dati raccolti quotidianamente vengono trasmessi tramite WiFi a una piattaforma online che replica esattamente la coltivazione secondo un processo noto come digital twin (gemello digitale). In questo modo, gli agricoltori di Growing Underground riescono a tenere sotto controllo la fattoria in tempo reale, ma anche prevedere possibili mutamenti nelle condizioni climatiche e di crescita, anticipando e correggendo con interventi mirati eventuali ricadute negative. Secondo un recente rapporto della FAO, nei prossimi trent’anni la popolazione mondiale crescerà del 34% raggiungendo i 9,1 miliardi di persone entro il 2050. Una crescita importante che necessita di un equivalente nella produzione di cibo con un aumento stimato del 70% in più. Sono valori enormi, difficili da immaginare anche se tradotti in quantità numeriche: i cereali dovranno passare dagli attuali 2.1 miliardi di tonnellate annue a circa 3 miliardi e la carne da 200 milioni di tonnellate a più del doppio. Tra le possibili soluzioni, oltre all’ottimizzazione dei terreni già arati, la stessa FAO indica proprio l’home farming e il vertical farming, come quello di Growing Underground. Valide alternative ai metodi classici proprio perché capaci di ridurre sensibilmente gli sprechi alimentari e quelli legati all’uso di risorse naturali e artificiali, le coltivazioni verticali possono contribuire significativamente alla produzione di cibo: basta pensare che oggi dalla sola Growing Underground escono annualmente tra le 5 e le 20 tonnellate di ortaggi. Le coltivazioni sottoterra non sono esposte agli agenti atmosferici e a eventuali fenomeni climatici imprevedibili, evitando così la perdita di interi raccolti; occupando zone apparentemente prive di interesse agricolo non danno luogo a episodi di deforestazione. Al contrario, costituiscono un esempio virtuoso di riutilizzo di superfici viceversa inutilizzate e di riqualificazione urbana;“green” non è solo il prodotto, ma anche l’approccio: come abbiamo visto infatti la piantagione fa ricorso solo a fonti rinnovabili con un impatto ambientale sensibilmente inferiore rispetto all’agricoltura tradizionale (si calcola ad esempio che venga utilizzato circa il 70% in meno di acqua); ciò che si produce sotto viene venduto in superficie secondo una logica di distribuzione iper locale che limita a poche centinaia di metri il trasporto e le emissioni ad esso legate: i microgreens sono disponibili sulle tavole dei consumatori in sole 4 ore dalla raccolta; a proposito di emissioni: è evidente che, crescendo indoor, i mini ortaggi non sono esposti ad alcun tipo di smog, e sono pertanto “zero carbon food”; trattandosi di prodotti freschi la loro durata a scaffale (in gergo shelf life) o nel frigorifero di chi li acquista è decisamente superiore alla media di qualunque altro ortaggio importato o coltivato a chilometri di distanza; assenza di pesticidi e vicinanza al luogo di acquisto non possono che contribuire al gusto dei microgreens, che mantengono intatte le loro proprietà organolettiche. Alla lista si può aggiungere anche che si tratta di un modello potenzialmente replicabile in zone del mondo in cui acqua e terreno fertile scarseggiano, per far fronte alle difficoltà di accesso al cibo e alla mancanza di occupazione. A condizione che ci siano politiche di sviluppo sostenibile attive e investimenti adeguati in questa direzione. Sono 12 le varietà di micro ortaggi coltivati da Growing Underground e si va dal micro broccolo (Brassica oleracea) al mini coriandolo (Coriandrum sativum), fino al ravanello viola o al cavolo rosso. Tutto in formato mignon: un concentrato di nutrienti (fino a 90 volte in più rispetto all’analogo adulto) disponibile per Chef e consumatori finali. 6/6
