Cambiamenti climatici: influenza sui cicli vitali delle piante

Rinaldo Cervellati

Sul numero del 22 marzo di NUTRAIngredients-Botanicals and Herbals, una newsletter di notizie e analisi su integratori, salute e nutrizione, Stephen Daniells ha pubblicato una analisi dettagliata sugli effetti dei cambiamenti climatici sui cicli vitali delle piante, intitolata The erosion of predictability: Climate Change and the botanical supply chain (L’erosione della prevedibilità: cambiamenti climatici e catena di approvvigionamento botanico)[1].

L’autore intende mostrare che i cambiamenti climatici hanno influenzato in modo significativo i tempi di fioritura, fruttificazione e raccolta, nonché le interruzioni della sincronizzazione fra le piante e i loro insetti impollinatori, influenzando la filiera botanica per cui le aziende sono chiamate a reagire in tempi brevi.

Daniells prende in esame soprattutto le piante utilizzate nelle medicine tradizionali orientali che rivestono una sempre maggior attenzione in erboristeria ma non solo. Sono riportati brani di interviste a esponenti delle principali aziende che forniscono prodotti erboristici. Data l’attualità dell’argomento ci è sembrato opportuno fornire ai nostri followers un ampio stralcio del lavoro di Daniells, oltre che qualche commento.

Vale la pena ricordare anzitutto che la medicina erboristica ha basi scientifiche tanto che anche in Italia sono da anni attivi corsi di laurea in Erboristeria o similari in varie Università[2]. Non va quindi confusa con l’omeopatia che al contrario non ha attualmente alcuna base scientifica.

L’articolo inizia ricordando che nel 2008 Mr. Josef Brinckmann[3], Vice Presidente per Ricerca & Sviluppo della Traditional Medicinals Inc., mentre cercava di stabilire un nuovo sito di produzione della Schisandra sphenanthera, una pianta molto usata nella medicina tradizionale cinese (nanwuweizi), fu informato dagli anziani del luogo che il tempo di raccolta delle bacche era stato “da sempre” fra metà settembre e i primi di ottobre. Però negli ultimi dieci anni, i periodi di fioritura e fruttificazione erano stati ogni anno radicalmente diversi.

Le modifiche al raccolto della Schisandra sono solo un esempio, ha detto Brinckmann, afferma infatti che in generale la prevedibilità su quando è possibile stabilire il raccolto è diminuita sensibilmente dappertutto”. “Ci sono eventi che stanno avendo un impatto sui periodi di fioritura e fruttificazione e così su quando sarà possibile il raccolto”, ha detto Brinckmann.

Josef Brinckmann

Questo sta accadendo ovunque io vada. Penso che se si parla con agricoltori in tutto il mondo, si sentirebbero storie simili – e non si tratta necessariamente di piante medicinali, può trattarsi di colture alimentari”.

“E non è solo l’imprevedibilità del tempo, è la scala e la frequenza di eventi meteorologici di grandi dimensioni che possono causare il fallimento totale del raccolto”.

Daniells ci informa che uno dei primi, se non il primo articolo a esplorare l’impatto dei cambiamenti climatici sulle piante medicinali e aromatiche è stato pubblicato su HerbalGram[4] nel 2009 [1]. Il dettagliato articolo ha investigato molti aspetti del cambiamento climatico, incluso l’impatto su ecosistemi specifici, come le regioni artiche e alpine.

Le piante alpine sono in pericolo perché il loro ambiente di nicchia diventa più caldo di qualche grado e le piante non sono in grado di scalare la montagna per raggiungere le temperature più basse alle quali sono abituate. Il loto di neve (Saussurea laniceps) del Tibet è un altro esempio “, ha dichiarato Mark Blumenthal, direttore esecutivo dell’American Botanical Council e redattore/ editore di HerbalGram.

Un’altra pianta himalayana interessata è la Picrorhiza karroa (kutki), che cresce a un’altitudine da 3500 a 4800 m sul livello del mare”, spiega Shaheen Majeed, presidente della Sabinsa Corporation, una multinazionale della nutraceutica. “Queste aree hanno una nicchia climatica specifica in cui queste piante possono prosperare”. Continua Majeed: “Ora però, a causa della variazione delle condizioni climatiche, principalmente l’aumento della temperatura, la crescita di altre piante, in prevalenza infestanti, è aumentata in quelle zone. Queste erbe infestanti soffocano la crescita delle piante kutki distruggendo in tal modo il loro habitat”.

Negli ultimi cinque anni abbiamo trovato molto difficile trovare l’arnica (Arnica montana, Arnica cordifolia)”, ha affermato Beth Lambert, direttore esecutivo di Herborist & Alchemist, una azienda produttrice e distributrice di prodotti erboristici. “Le persone la sostituivano con una versione messicana (Heterotheca inuloides), che non è nemmeno della stessa famiglia.

Beth Lambert

Dal punto di vista aziendale, abbiamo avuto più sfide nell’approvvigionamento di materie prime negli ultimi cinque anni rispetto a quante ne avessimo avuto nei precedenti 30”, ha osservato David Winston, fondatore e Presidente di Herbalist & Alchemist . “Abbiamo avuto siccità, inondazioni e problemi con gelate precoci e gelate tardive. Questi modelli erratici, creano problemi significativi a molte piante.”

Spiega Winston: “Il cambiamento climatico colpisce il suolo e quindi colpisce la crescita dei funghi nel terreno (e tutte le piante possono avere una qualche forma di simbiosi micotica), l’aumento di calore e umidità fa aumentare il rischio di molte malattie delle piante.

David Winston

Dopo che la siccità ha avuto un impatto significativo sul raccolto del Palmetto nel 2007, ad esempio, i 10 anni successivi hanno visto sempre più piogge durante il periodo di fioritura e fruttificazione”, ha affermato Steven Foster, erborista, autore, fotografo e membro del Board of Trustees dell’American Botanical Council (ABC). “Questo ha influito sul raccolto perché le condizioni umide favoriscono la crescita di un fungo specifico che fa maturare prematuramente il frutto”.

I cambiamenti climatici hanno anche ripercussioni sulla popolazione degli insetti, con alcune specie dannose che espandono il loro raggio d’azione o aumentano in modo spropositato.

Per far fronte al problema si è pensato di ricorrere all’uso di erbicidi, fungicidi e pesticidi. Ciò però aumentava il rischio di immettere nel mercato prodotti con un elevato carico chimico.

Un esempio di ciò è un’erba cinese chiamata Tienqi ginseng (Panax notoginseng), ha dichiarato Beth Lambert, direttore esecutivo di Herborist & Alchemist . “Producevamo prodotti con Tienqi ginseng perché è un’erba incredibile, ma abbiamo smesso di usarla perché continuando a testarli abbiamo scoperto che non potevano soddisfare le specifiche richieste per pesticidi ed erbicidi” .

Sostiene David Winston: “Il cambiamento climatico sta influenzando anche la composizione fitochimica delle piante. Alcuni stress sono importanti per la maggior parte delle piante perché la produzione dei metaboliti secondari è fondamentalmente innescata dallo stress. Ad esempio, se si coltiva l’erba gatta (Nepeta cataria) in un ambiente povero di pioggia, aumenta il livello di monoterpeni contenuti nell’olio essenziale, usato dalla pianta per combattere lo stress, a spese di una pianta più piccola ma con un livello di monoterpeni più alto.”

Ma i cambiamenti climatici provocano periodi di siccità troppo lunghi e anche supponendo di poter mantenere la pianta viva, l’effetto sarà opposto, perchè la qualità e la chimica della pianta cambieranno drasticamente”.

Un altro esempio è una pianta chiamata Yellow Dock (Rumex crispus), che viene tradizionalmente raccolta durante la siccità della tarda estate. Dice Winston:

Vorresti raccogliere questa pianta dove è stato asciutto per preferibilmente da cinque a sette giorni perché il livello dei componenti nella radice è molto più alto. D’altra parte, la scorsa estate abbiamo avuto un agosto veramente umido e le radici contenevano molta più acqua e quantità minori di componenti attivi. Invece di essere giallo brillante, la radice era giallo pallido, segno di mutazioni fitochimiche.”

“In Cina, moltissime persone hanno notato un cambiamento nel gusto del tè, presumibilmente dovuto a variazioni nel profilo fitochimico della pianta, un indicatore di cambiamento delle proprietà nutrizionali e dell’attività farmacologica”, ha detto Blumenthal dell’ABC. Un articolo del 2014 su HerbalGram [2] ha esplorato l’impatto del cambiamento climatico sul gusto del tè in Cina, concludendo che se i cambiamenti climatici stanno interessando il tè può essere che interessino anche la fitochimica di altre piante.”

Raccolta del tè in una piantagione del Kenya

Josef Brinckmann, della Traditional Medicinals, afferma che l ‘”erosione della prevedibilità” e il conseguente aumento di incertezza stanno cambiando il modo in cui le aziende si approvvigionano di materie prime, ma fa esplicitamente riferimento anche alla geopolitica.

È sempre stato saggio spalmare il rischio nella catena di rifornimento, dice Brinckmann, e negli ultimi 10 anni abbiamo dovuto implementare attivamente la nostra politica di spread risking, in modo da avere due, se non tre o quattro basi di produzione che si trovano in distinti ambiti agro-climatici e geopolitici”, spiega Brinckmann. “Tener conto di entrambi gli aspetti è importante perché l’altro fenomeno cui abbiamo assistito negli ultimi dieci anni è che disordini e rivoluzioni sono causa di interruzione degli scambi”

“La camomilla è un buon esempio. La pianta cresce spontaneamente nella Repubblica Ceca, in Slovacchia, Ungheria e Polonia. La coltivazione si estende in Germania, poi in Croazia e attraverso il Mediterraneo fino all’Italia, alla Grecia e all’Egitto.

L’Egitto è un paese importante per i medicinali tradizionali, ma l’offerta è stata influenzata da eventi sia climatici che geopolitici.”

“L’anno precedente la primavera araba del 2011, racconta Brinckmann, c’era stato un grosso problema con la camomilla egiziana perché durante il periodo di fioritura aveva nevicato. “La gente diceva, ‘non è mai successo prima’. Purtroppo questo fenomeno ha arrestato la crescita dei fiori e ha cambiato la composizione chimica, quindi la qualità e la quantità dell’olio essenziale erano diverse dal solito. I rendimenti erano più bassi. E poi l’anno successivo è scoppiata la rivoluzione “.

“La nostra azienda è in attività da 44 anni, ha aggiunto Brinckmann, “Abbiamo realizzato decenni fa che il metodo per ottenere un’uniformità da lotto a lotto e di dimostrarlo scientificamente, è di avere buoni rapporti con i produttori delle materie prime in modo da selezionarle avvicinandole il più possibile per qualità a quelle all’anno precedente. I cambiamenti climatici stanno però rendendo questo obiettivo sempre più complicato da raggiungere. Dobbiamo lavorare sempre più duramente con i nostri partner per ampliare le nostre basi di produzione mantenendo nel contempo i requisiti di qualità, con materie prime equivalenti da almeno due diverse zone agro-climatiche e geopolitiche. Non è una impresa facile, ma è quello che stiamo facendo, ha concluso Brinckmann.

L’azienda Herborist and Alchemist punta invece all’utilizzo, se possibile, di materiale vegetale di provenienza USA, puntando però all’estensione del proprio approvvigionamento considerando lotti di più coltivatori, così che se il raccolto da una certa area sarà scarso, se ne potrà ottenere una quantità maggiore da un’altra.”Stiamo realizzando che dobbiamo fare sempre di più”, ha detto Beth Lambert. “Non possiamo dipendere da un solo agricoltore o gruppo di raccoglitori per il nostro approvvigionamento.” Nel Vermont un gruppo di coltivatori si è costituito in cooperativa, la Vermont Herb Growers Cooperative fondata per fornire un’unica, affidabile fonte di erbe di alta qualità e certificate biologicamente provenienti da coltivazioni diversificate su piccola scala nello Stato. “La H&A che inizialmente acquistava da alcuni di questi coltivatori individualmente ora si rivolge principalmente alla cooperativa ritenendola un ottimo modello per garantire l’acquisto di materie prime basate su un adeguato equilibrio fra tecnologia agricola e rispetto per la qualità del prodotto”, ha affermato Lambert.

Infine, Shaheen Majeed, Presidente della multinazionale Sabinsa Corporation, dopo aver affermato: Stiamo affrontando la più grande sfida ambientale che la nostra generazione abbia mai visto. Non importa ciò che ci appassiona, qualcosa a cui teniamo molto sarà influenzata dal cambiamento climatico.

Shaheen Majeed

Preferisce piuttosto citare alcuni esempi di importanti piante officinali che nell’esperienza di Sabinsa Corp. saranno colpite dal cambiamento climatico.

Curcuma. La normale stagione di semina per la curcuma è durante maggio, con l’arrivo delle piogge iniziali, ma se i cambiamenti climatici faranno ritardare le piogge iniziali, la semina dovrà essere spostata in avanti. Se anche questa estate sarà secca come quella dell’anno precedente, ciò significherà una minore quantità di acqua a disposizione.

Ci vogliono otto mesi perché la curcuma raggiunga la piena crescita e quindi inizi il raccolto. Se a causa delle mutate condizioni climatiche non viene raggiunta la piena crescita delle piante, avremo un minor rendimento e una minor qualità del prodotto.

Menta indiana (Coleus). Normalmente la stagione di semina per Coleus va da settembre a ottobre, quando ci sono piogge intermittenti. Quest’anno (2017-18) ci sono state forti piogge nelle aree di coltivazione tradizionali. Ciò ha reso impossibile piantare durante la stagione normale spostandola a novembre – dicembre, e anche a gennaio in alcuni casi. Il periodo di crescita della pianta è di sei mesi con inizio raccolto in marzo, ma a causa del cambiamento climatico le colture non saranno pronte per la raccolta fino a maggio – giugno, con conseguente indisponibilità di materia prima da marzo a luglio. Inoltre quantità e qualità del raccolto saranno scarse causa dell’alterato periodo di crescita.

Per i cambiamenti anzidetti alle stagioni di crescita delle colture nel corso degli anni dovute al cambiamento climatico, le aree tradizionali sono diventate inadatte alla coltivazione. Passare a nuove aree significa nuovi agricoltori e nuove condizioni sul campo. Ciò avrà un impatto sulla quantità e sulla qualità della materia prima prodotta.

Bacopa (pianta acquatica, fam. Scrophulariaceae). Le condizioni migliori per la coltivazione sono terre paludose con abbondante acqua ma il cambiamento climatico riduce la disponibilità di acqua in alcune aree e queste terre paludose si convertono lentamente in terre asciutte. La pianta è usata nella medicina ayurvedica per i disturbi della memoria. E’ di aiuto anche in problemi digestivi. Piante come la Bacopa che di solito prosperano bene nelle condizioni paludose verranno lentamente sostituite con altre piante che possono prosperare meglio nelle mutate condizioni.

Tutti gli esponenti intervistati riconoscono gli avvenuti cambiamenti climatici e i loro effetti sulla coltivazione e anche sul profilo fitochimico di importanti piante officinali, ma non viene mai nominata esplicitamente la probabile causa di questi effetti, il global warming o riscaldamento globale. Eppure implicitamente si parla di aumento della temperatura in alta montagna, di siccità o piovosità eccessive o fuori stagione in zone del Pianeta in passato regolari da questo punto di vista, insomma a fenomeni riconducibili al riscaldamento globale. Poiché questi personaggi sono americani o naturalizzati e l’attuale Presidente USA è un dichiarato negazionista, non ci sarà un certo timore a nominare financo la parola? Oppure essi non ritengono che il global warning sia la causa dei comunque riconosciuti cambiamenti climatici? Le proposte emerse per contrastare questi effetti sembrerebbero dar credito alla seconda ipotesi: dall’individuazione di zone alternative per le coltivazioni in pericolo fino alla sostituzione con altre piante.

Eppure, in particolare i segnali su variazioni del profilo fitochimico dovrebbero far suonare un insistente campanello d’allarme. La maggior parte dei principi attivi contenuti nei rimedi erboristici sono infatti metaboliti secondari delle piante. Fra i primi a chiedersi a cosa servissero questi composti chimici prodotti dalle piante vorrei ricordare le ricerche di Giacomo Ciamician[5] e del suo collaboratore Ciro Ravenna. Essi, dopo numerose ricerche giunsero alla conclusione che gli alcaloidi esercitavano una funzione molto simile a quella degli ormoni negli animali [3].

Oggi è noto che polifenoli e loro glicosidi (potenti antiossidanti contenuti e reclamizzati negli integratori alimentari), svolgono nelle piante principalmente un ruolo di difesa. Non solo difesa da parassiti animali e vegetali ma anche dalle condizioni ambientali in cui una determinata specie è abituata a crescere. Per esempio un glicoside della cianidina, il pigmento caratteristico delle arance rosse di Sicilia servirebbe alla pianta per sopportare le escursioni termiche fra il dì e la notte caratteristiche della zona vulcanica di crescita di quella varietà di agrumi [4].

Quindi, le variazioni di profili fitochimici consolidati in decine se non centinaia di migliaia di anni dovrebbero far pensare che i cambiamenti climatici siano a loro volta effetti di una causa che viene generalmente chiamata global warming, effetto a sua volta causato dall’epoca attuale, caratterizzata dalle attività dell’uomo che stanno cambiando la geomorfologia del Pianeta.

Allora, le misure da prendere nei tempi brevi per fermare il fenomeno sono la drastica riduzione delle emissioni, i programmi di risparmio energetico, la sostenibilità delle produzioni e l’impulso alla ricerca sull’utilizzo delle “energie rinnovabili”.

Bibliografia

[1] C. Cavaliere, The Effects of Climate Change on Medicinal and Aromatic Plants., HerbalGram, 2009, 81, 44-57.  http://cms.herbalgram.org/herbalgram/issue81/article3379.html?ts=1522770451&signature=f321feb52f87b18f2c564acad28968a

[2] S. Ahmed, Tea and the Taste of Climate Change: Understanding Impacts of Environmental Variation on Botanical Quality., HerbalGram, 2014, 103, 44-51.

http://cms.herbalgram.org/herbalgram/issue103/HG103-feat-teaclimate.html?ts=1522856019&signature=1146c4bfb2da34647434bc997e1eb715

[3] R. Cervellati, V. Saiola, E. Greco, Le ricerche di Giacomo Ciamician sulla chimica delle piante. Atti del XIV Convegno Nazionale di Storia e Fondamenti della Chimica, Rendic. Acad. Naz. Sci. Detta dei XL, DOI: 10.4399/978885485146710, pp. 123-136.

http://media.accademiaxl.it/memorie/S5-VXXXV-P2-2011/Cervellati-Saiola-Greco123-137.pdf

[4] Arancia rossa. https://www.cibo360.it/alimentazione/cibi/frutta/arancia_rossa_sicilia.htm

[1] L’articolo in lingua originale si trova al sito

https://www.nutraingredients.com/Article/2018/03/22/The-erosion-of-predictability-Climate-change-and-the-botanical-supply-chain?utm_source=newsletter_product&utm_medium=email&utm_campaign=02-Apr-2018&c=Ys8M3ElSTSw9q7Z2fptn3A%3D%3D&p2=

[2] Va ricordato che esiste una disciplina specifica, la farmacognosia che si occupa delle proprietà fisiche, chimiche, biochimiche e biologiche di farmaci o sostanze medicinali di origine vegetale. Inoltre,  l’Organizzazione Mondiale della Sanità è impegnata a promuovere e valorizzare su basi scientifiche l’uso dei rimedi naturali derivati da piante medicinali ancora largamente usate nei PVS (si stima infatti che l’85% della popolazione mondiale ricorra all’uso della medicina tradizionale per la prevenzione/cura di diverse patologie).

[3] Josef Brinckmann è Vice Presidente alla Sostenibilità della Traditional Medicinals, Inc., USA, dal 19 aprile 2016. Brinckmann ha ricoperto la carica di Vice Presidente per Ricerca & Sviluppo presso Traditional Medicinals, Inc. fino al 19 aprile 2016. Mr. Brinckmann è Membro del comitato consultivo editoriale del Nutrition Business Journal.

[4] HerbalGram è il Journal of the American Botanical Council.

[5] Giacomo Ciamician (1857-1922), Professore di Chimica Generale nell’Università di Bologna dal 1889 fino alla scomparsa è considerato il fondatore della fotochimica moderna, collaborò al progetto dell’edificio dell’Istituto di Chimica dell’Università di Bologna che oggi ospita il Dipartimento a lui intitolato. Si è occupato attivamente della sintesi di prodotti organici naturali. Oltre a essere uno dei fondatori della fotochimica moderna, Giacomo Ciamician è considerato anche il precursore dell’utilizzo pratico dell’energia solare.

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