Svelata la chimica dietro al fetore dell’aro titano, il fiore che attira gli impollinatori cercando di somigliare alla carne in putrefazione

L’aro titano è un enorme fiore endemico delle foreste pluviali dell’isola di Sumatra noto per il suo caratteristico odore. Quando fiorisce, una volta ogni 5 anni circa, lascia aprire una sorta di petalo che scopre un grosso spadice e inizia a vaporizzare nell’aria un pungente olezzo che ricorda molto l’odore della carne in putrefazione.

Gli scienziati non avevano ancora individuato l’origine del fetore che gli è valso il nome di “fiore cadavere”, ma un nuovo studio internazionale è riuscito a decifrare il mistero della fioritura dell’aro titano, individuando le sostanze direttamente coinvolte nella nauseabonda espressione odorosa dell’Amorphophallus titanum.

Aro titano, il nuovo studio sul “fiore cadavere”

Fiorisce di notte e il suo odore ricorda quello della carne in decomposizione. L’aro titano (Amorphophallus titanum), noto anche come “fiore cadavere”, è una pianta decisamente particolare: il suo caratteristico odore è parte di una complessa strategia che serve ad attirare coleotteri necrofagi e mosche della carne, che aiutano la sua propagazione.

Per somigliare ancora di più a un pezzo di carne in putrefazione, appena prima della fioritura l’aro titano si riscalda fino a raggiungere una temperatura simile a quella del corpo umano. Questa capacità, tutt’altro che diffusa nel regno vegetale, non è stata ancora ben compresa dagli scienziati.

Un nuovo studio internazionale, però, è riuscito a fare luce sui meccanismi biologici che guidano la produzione di calore e di sostanze chimiche odorose durante la fioritura della pianta endemica delle foreste di Sumatra, rivelando l’origine del suo rinomato fetore.

La ricerca, pubblicata su PNAS Nexus, è il lavoro di un team di ricercatori guidato da G. Eric Schaller, professore di scienze biologiche al Dartmouth College che si dedica anche alla scrittura di racconti horror. A proposito del peculiare oggetto di studio, il professor Schaller ammette una certa continuità tra l’aro titano e gli scenari dell’orrore: “Il fiore cadavere si inserisce bene in questi due mondi”, afferma.

Morphy: lo studio dell’aro titano durante la fioritura

Schaller e i suoi collaboratori hanno potuto raccogliere campioni di tessuto per analisi genetiche e chimiche nel corso di diverse fioriture di Morphy, il fiore cadavere di 21 anni acquistato da Dartmouth nel 2007 ospitato nella Life Sciences Greenhouse. Come spiega Schaller,

“Questo ci aiuta a vedere quali geni vengono espressi e a capire quali sono specificamente attivi quando l’appendice si riscalda ed emette odore”.

L’aro titano, però, può passare diversi anni senza fiorire, e quando lo fa il fiore dura al massimo 3-4 giorni: le occasioni per studiarlo da vicino, insomma, non sono così frequenti.

L’aro titano non è un singolo enorme fiore come potrebbe sembrare. È composto da un grappolo di piccolissimi fiori nascosti all’interno di un gigantesco gambo centrale chiamato spadice, che può crescere fino a 3 metri di altezza ed è la caratteristica visiva più evidente della pianta. Le fioriture avvengono di notte, tipicamente ogni 5-7 anni. Come spiega Schaller:

“Le fioriture sono rare e di breve durata, quindi abbiamo solo una piccola finestra per studiare questi fenomeni”.

Alla base dello spadice c’è uno strato a forma di petalo, chiamato brattea, che si apre per creare una coppa intorno al gambo centrale, di colore rosso intenso all’interno. Con l’avvicinarsi della fioritura, lo spadice inizia a riscaldarsi, aumentando fino a raggiungere una temperatura di circa 11 °C superiore a quella dell’ambiente circostante. Subito dopo, inizia ad emanare il suo caratteristico odore, che deriva da un cocktail di composti a base di zolfo che servono ad attirare gli impollinatori simulando la putrescenza delle carni di un animale morto.

L’analisi dell’RNA per svelare i misteri dell’aro titano

Durante la fioritura di Morphy del 2016, i ricercatori hanno raccolto nove campioni di tessuto nel corso di tre notti – dal labbro e dalla base della brattea, nonché dall’apice dello spadice – a partire dal momento in cui la temperatura dello spadice ha raggiunto il picco massimo.

Alveena Zulfiqar, una ricercatrice che all’epoca lavorava nel laboratorio di Schaller, ha scoperto come estrarre RNA di alta qualità dal tessuto raccolto dalla pianta, consentendo al team di eseguire analisi della sequenza dell’RNA e di determinare il ruolo dei geni nel processo di riscaldamento dell’aro titano. Ciò ha permesso agli scienziati di vedere quali geni vengono espressi e quali sono specificamente attivi quando l’appendice si riscalda ed inizia ad emettere il suo odore.

La termogenesi è comune negli animali, ma assai rara nelle piante. Come spiega Schaller, questo processo consuma in maniera intensiva le riserve di zucchero che il fiore accumula nelle settimane antecedenti alla fioritura, e sembra agire soprattutto sui composti dimetilici, quelli tradizionalmente associati al fetore, che possono così essere avvertiti da distanze molto superiori. Questo dispendioso riscaldamento, quindi, servirebbe a diffondere l’olezzo attira-coleotteri.

Zolfo e putrescina: la chimica dell’odore del “fiore cadavere”

Nelle cellule animali, il riscaldamento viene prodotto grazie a una classe di proteine dette “disaccoppianti” che interrompe il processo di immagazzinamento dell’energia chimica, rilasciandola sotto forma di calore. L’analisi dell’RNA ha rivelato che i geni associati alle controparti vegetali di queste proteine mostravano una maggiore espressione nei tessuti estratti all’inizio della fioritura, in particolare nell’appendice. In quel momento, spiegano i ricercatori, erano attivi anche i geni coinvolti nel trasporto e nel metabolismo dello zolfo.

Per rintracciare i meccanismi messi in atto da questi geni, gli scienziati hanno quindi utilizzato la spettrometria di massa per identificare e misurare i livelli di diversi aminoacidi. Le analisi hanno rivelato alti livelli di un aminoacido contenente zolfo chiamato metionina, un precursore di composti a base di zolfo noti per vaporizzare facilmente al riscaldamento e per il loro odore pungente.

Quel che ha sorpreso Schaller, però, è stato il rilevamento di livelli elevati di un altro aminoacido nei tessuti prelevati dalla brattea, che serve come precursore per la produzione della putrescina, un odore che si trova negli animali morti quando iniziano a marcire.

Una delle scoperte più affascinanti sul conto dell’aro titano è che il suo odore cambia leggermente nelle diverse fasi della fioritura: ciò potrebbe essere dovuto al fatto che il fiore imita diversi gradi di putrefazione per rendersi più attraente per alcuni insetti, spiegano i ricercatori.

Ora Schaller e colleghi stanno indagando la possibilità che gli esemplari alloggiati insieme possano sincronizzare le fioriture per aumentare collettivamente il livello di odore e attirare ancora più impollinatori. Tra qualche anno Morphy fiorirà di nuovo, e gli scienziati saranno là ad attenderlo: il fiore cadavere di Darmouth ha appena iniziato a svelare i segreti della sua specie.

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