Al giorno d'oggi, molti di noi guidano auto ibride che combinano il meglio di due mondi in un unico veicolo.

Lo stesso principio si applica quando pensiamo alle varietà vegetali ibride.

Il seme è il prodotto della riproduzione sessuale

Le piante producono semi attraverso la riproduzione sessuale: il polline della pianta maschio fertilizza l'ovulo della pianta femmina, che poi si sviluppa in un seme che contiene l'embrione di una nuova pianta. Questa nuova pianta presenta tratti genetici sia del genitore maschio che di quello femmina.

In natura, lo scambio di polline tra piante della stessa specie avviene in modo casuale. Il polline è distribuito dal vento o dagli insetti. Questa distribuzione non regolamentata del polline è chiamata "impollinazione aperta" e si traduce in una distribuzione casuale dei tratti genetici. Ci può essere una certa variazione tra gli individui che compongono la popolazione, con differenze di vigore, forza, altezza, fecondità (capacità di produrre semi), sviluppo delle radici, tolleranza allo stress, ecc. 

 

La coltivazione delle piante è iniziata nell'antichità

Gli esseri umani hanno approfittato dell’enorme varietà di specie vegetali selvatiche per selezionare piante che producono più cibo, più fibre, una migliore nutrizione, una migliore conservabilità, ecc. Salvando i semi delle piante che producono più cereali, che hanno un sapore migliore, che danno risultati migliori, l'uomo ha creato varietà più produttive per migliaia di anni.

Ci vuole infatti molto tempo per migliorare le varietà, soprattutto quando si desidera creare piante e colture che abbiano molteplici caratteristiche utili. A causa della distribuzione casuale dei tratti genetici, non è facile trovare le singole piante che riuniscono la combinazione ideale di caratteristiche, come i semi grandi e la resistenza alle malattie e la buona conservazione e il buon sapore. Bisogna essere molto fortunati e lavorare con moltissime piante per trovare quella speciale che abbia tutte le caratteristiche (o la maggior parte di esse).

 

Come creare una varietà ibrida

I coltivatori di piante hanno imparato molto da quando Gregor Mendel ha elaborato per la prima volta i principi di base della genetica lavorando con i piselli nell'orto del proprio monastero. La tecnica nota come ibridazione si basa su un processo che permette di riunire le caratteristiche desiderate in un unico individuo. Ecco come funziona.

Immaginate di avere una popolazione di carote a impollinazione libera. Alcune piante della popolazione producono carote davvero belle, ma sono ancora soggette alle malattie fogliari. Ciò significa che queste piante non danno buoni risultati nelle stagioni umide. Nella stessa popolazione ci sono anche piante che sembrano avere una migliore tolleranza alle malattie fogliari, ma le loro radici sono solo nella media. Per quanto ci proviamo, non riusciamo a trovare piante che abbiano sia delle belle radici che una buona tolleranza alle malattie fogliari.

Selezioniamo ora le piante con buone radici e teniamole separate dal resto delle carote. Lasciamo che queste piante si incrocino e nel corso di diversi anni continuiamo a selezionare le piante con le radici migliori e scartiamo il resto. Alla fine, ci ritroveremo con una popolazione di piante con radici per lo più buone.

Possiamo fare lo stesso con piante che sembrano avere una buona tolleranza alle malattie fogliari. Attraverso la selezione dei soggetti più sani ci ritroviamo con un gruppo di piante con foglie forti e sane, anche in condizioni di umidità.

Diciamo che la popolazione di piante con buone radici costituisce una linea di riproduzione e la popolazione di piante con foglie sane costituisce un'altra linea di riproduzione Ora lasciamo che queste due linee fioriscano nello stesso campo e lasciamo che si scambino il polline e producano i semi. Questo seme cresce in individui ibridi che producono sia buone radici che fogliame sano. L'ibridazione combina i tratti delle popolazioni parentali o linee di riproduzione in una nuova popolazione ibrida o varietà ibrida. (In latino questa varietà ibrida, che è la prima generazione di discendenti delle due linee di riproduzione, è chiamata Filial 1. Da qui deriva l'abbreviazione F1).

Vantaggi delle varietà ibride

La forte selezione e l'inbreeding delle linee parentali rende tali linee più uniformi.  Combinando due linee di riproduzione altamente uniformi, creiamo ibridi che sono anche abbastanza uniformi. Ciò significa che il raccolto tende a crescere in modo prevedibile e a maturare in modo uniforme. Questo offre dei vantaggi nei trattamenti delle colture e nella raccolta.

La combinazione di genetiche selezionate in un ibrido spesso conferisce all'ibrido un vigore extra (l'ibrido ha più forza di quella che caratterizza le due linee parentali combinate).  Questo vigore ibrido permette alle piante di crescere robuste e di produrre colture più grandi.

 

Mantenimento delle varietà ibride

Gregor Mendel ha dimostrato che, negli individui ibridi, la combinazione di caratteristiche viene spezzata quando a queste piante ibride è permesso di incrociarsi attraverso un processo noto come segregazione. Questo è il risultato del riordinamento casuale del materiale genetico attraverso la riproduzione sessuale.  Quindi, per poter continuare a produrre la stessa varietà ibrida, dobbiamo mantenere le due linee di riproduzione parentali.  Ogni volta che incrociamo le due linee parentali, ricreiamo la varietà ibrida che porta i tratti desiderati di entrambi i soggetti genitoriali.

 

E i Seed Savers (salvatori di semi)?

A volte si sentono critiche sull'ibridazione che sottolineano che i coltivatori non possono salvare i propri semi e devono acquistare ogni anno nuovi semi di varietà ibrida dalle aziende sementiere. Sì, è certamente vero, ma l'ibridazione non è dominio esclusivo delle aziende che commerciano sementi. Hobbisti, giardinieri e coltivatori commerciali possono applicare gli stessi principi e creare i propri ibridi. Per mantenere le linee di riproduzione, realizzare ibridi e produrre sementi pulite e sane occorre un sacco di lavoro e molto tempo, oltre ad un team ben organizzato. I giardinieri e i coltivatori che si affidano ai vantaggi di ibridi buoni e produttivi concordano sul fatto che questo acquisto annuale è denaro ben speso.

 

Gli ibridi sono naturali

L'ibridazione fa uso della variazione genetica che esiste già nelle popolazioni naturali. Attraverso la selezione possiamo realizzare più linee di riproduzione diverse in cui si concentrano le caratteristiche che preferiamo. Mescolando e abbinando diverse linee di riproduzione possiamo combinare questi tratti in una varietà di combinazioni e creare una gamma di nuove varietà ibride.

 

Gli ibridi non sono OGM

Esistono molteplici tecniche che possono facilitare lo sviluppo di linee parentali endogamiche e varietà ibride, come l'impollinazione a mano (invece di affidarsi agli insetti o al vento) e i meccanismi di auto incompatibilità naturale o la sterilità maschile. Indipendentemente da ciò, l'ibridazione funziona con il materiale genetico di una specie e non comporta tecniche che modificano il genoma di una specie con l'introduzione di DNA di altre specie.

Gli ibridi non sono cloni. Una popolazione ibrida è costituita da un gruppo di individui che condividono alcune caratteristiche principali, conservando allo stesso tempo una notevole quantità di variazione genetica. Del resto, le linee parentali non sono completamente endogamiche, sono solo fortemente selezionate (di solito per circa 6 - 7 generazioni). I cloni sono individui prodotti dalla riproduzione vegetativa (patate, aglio, alberi da frutta, uva, ecc.), mentre gli ibridi sono il prodotto della riproduzione sessuale.

 

La coltivazione di piante non si arresta mai

La moderna coltivazione di piante è supportata da una maggiore conoscenza del genoma delle piante. Ora disponiamo di attrezzature di laboratorio che possono aiutarci a capire rapidamente la composizione genetica di un individuo e ci permettono di determinare nella fase iniziale della crescita quali piante hanno la caratteristica che ci interessa.  Tra l’altro, si tratta dello stesso tipo di attrezzature che sono utilizzate per studiare i virus e sviluppare i vaccini.

 

La rapida espansione della conoscenza del genoma della pianta e la disponibilità di apparecchiature analitiche automatizzate ci aiuterà a sviluppare nuove varietà che potranno prosperare in condizioni ambientali stressanti, avere un maggiore contenuto nutrizionale e un sapore migliore e garantire una buona produzione con input minimi.

 

L'applicazione ponderata e attenta di queste tecniche sarà un vantaggio per tutti noi.