Dott. Domenico Pignone

Strampelli, Vavilov e le risorse fitogenetiche

A cura del Dr. Domenico Pignone, Direttore dell'Istituto di Genetica Vegetale del Consiglio Nazionale delle Ricerche di Bari

Il 1900 è l’anno che segna l’inizio del XX secolo, un secolo rivoluzionario che ha cambiato radicalmente la società in cui viviamo, come non era mai avvenuto prima. Pensiamo ad esempio come i primi esperimenti di Marconi con la radio abbiano in un solo secolo prodotto tante applicazioni senza cui oggi non potremmo quasi vivere: dalla televisione all’auricolare Bluetooth, dal wireless al navigatore satellitare, dal radar ai sistemi automatici di salvataggio in mare. Ma il 1900 è anche l’anno che segna la nascita di una nuova scienza, che, anch’essa, ha cambiato il volto del mondo in cui viviamo ed ha generato, fra le specializzazioni da essa derivate, speculazioni che oscillano tra l’ideologico, il teologico ed il sociologico, come ad esempio le discussioni sulla clonazione o sugli OGM.

Nel 1900, tre scienziati, Hugo de Vries, Carl Correns e Erich von Tschermak-Seysenegg, lavorando sulla ibridazione delle piante giunsero alle conclusioni cui era giunto un oscuro monaco ceco 35 anni prima, ma le cui osservazioni erano rimaste pressoché sconosciute. Il nome del monaco era Gregor Johann Mendel. La scoperta delle leggi che regolavano la trasmissione dei caratteri ereditari, rese possibile l’introduzione mirata di caratteristiche genetiche desiderate in genotipi che non le possedevano, attraverso l’incrocio fra genotipi diversi e la selezione degli individui che recavano i caratteri di interesse, superando l’aleatorietà degli approcci empirici fino ad allora utilizzati. Ma perché la scienza della genetica esca dai laboratori e diventi uno strumento pratico per migliorare le specie, occorreranno circa 20 anni.

Nel frattempo, attorno al 1900, uno sconosciuto giovane agronomo a Camerino cercava di utilizzare due genotipi di frumento, il Rieti ed il Noè, per fare una nuova varietà che resistesse all’allettamento e non fosse sensibile ai funghi patogeni. Questo giovane marchigiano, nato vicino Macerata e che aveva studiato agronomia a Napoli ed a Pisa, non conosceva gli studi di Mendel, che ancora non erano noti alla comunità scientifica, ma ottenne un ottimo risultato in prima generazione, che però nelle generazioni successive non si ripeteva.

Nel 1903 il Ministero dell'Agricoltura, Industria e Commercio istituì una cattedra ambulante sperimentale di Granicoltura a Rieti. Strampelli ottenne la cattedra discutendo un tema dal titolo «Principali miglioramenti da introdursi nella coltivazione del frumento, tenendo conto dello stato attuale della agricoltura nell'Italia centrale». Iniziava così un periodo pionieristico che avrebbe portato Strampelli a diventare il breeder (miglioratore genetico) di frumento più famoso del tempo. Negli anni ’20 del XX secolo, Strampelli aveva ricevuto riconoscimenti internazionali per le sue varietà e si avviava ad istituire un istituto nazionale di cerealicoltura che esiste ancora oggi seppure con nomi differenti. A Strampelli si deve il raggiungimento della sufficienza produttiva per il frumento in Italia, risultato che anticipava di alcuni decenni la rivoluzione verde di Bourlagh (Premio Nobel) che si è di fatto basata sugli studi e le varietà di Strampelli. Il suo contributo alla “battaglia del grano” gli fruttò onori e la carica di Senatore. Ci ha lasciato, tra l’altro, in eredità il “Senatore Cappelli”, una varietà di frumento duro ancora oggi apprezzatissima dai consumatori.

Negli anni ’20, nella Russia post rivoluzionaria, un altro giovane agronomo Nicolai Vavilov, si trovava a fronteggiare una situazione simile, ma molto più complessa. L’agricoltura russa era di impostazione medievale, non solo per la struttura del sistema agrario ancora basato su un’impronta feudale, ma anche dal punto di vista tecnico. Vavilov fu incaricato di portare la Russia sovietica alla sufficienza di produzione di frumento. Visitando le immense distese di quell’enorme paese che si estendeva dal Mar Baltico, al Mar Nero ed alle montagne del Caucaso, Vavilov notò come le varietà coltivate nelle differenti aree del Paese avessero caratteristiche diverse, come risposta all’adattamento ad ambienti tanto differenti. Vavilov, notò anche un’altra cosa, che poi gli avrebbe consentito di delineare una teoria che è oggi ampiamente riconosciuta dalla comunità scientifica: più si spingeva verso il Caucaso, più la diversità delle varietà aumentava, mentre se andava verso il Nord essa praticamente scompariva. Immaginò che il frumento si fosse originato al sud e che nel suo adattamento ai climi freddi del nord avesse determinato una selezioni di pochi genotipi adatti a quelle estreme condizioni. Successivamente, attraverso visite nei paesi del Medio Oriente, individuò un’area fra il Nord Iraq ed il sud della Turchia dove questa diversità era massima, convincendolo che aveva individuato l’area dove il frumento si era originato. In anni successivi e visitando i cinque continenti, Vavilov giunse ad individuare le zone dove tutte le piante coltivate si erano originate. Chiamò queste zone “centri di origine”. Oggi anche gli studi condotti con gli strumenti della genetica molecolare, confermano la sua intuizione e danno pieno sostegno alla sua teoria.

Facendo ricorso a tutta questa variabilità osservata, e basandosi sulle esperienze di Strampelli, Vavilov poté costituire nuove varietà di frumento che diedero alla Russia un importante contributo per l’aumento delle produzioni cerealicole. Nel 1925, a San Pietroburgo, egli fondò un istituto per conservare tutti i differenti campioni, i genotipi, che nelle sue esplorazioni individuava, affinché essi potessero essere la base del futuro miglioramento genetico del frumento. Nasceva così il primo gene bank al mondo, ancora oggi esistente. L’idea dei gene bank avrebbe assunto pieno sviluppo solo dopo la seconda guerra mondiale. Purtroppo, per ragioni politiche, Vavilov cadde in disgrazia e morì di stenti in un campo di prigionia. Il suo approccio scientifico alla risoluzione dei problemi, si scontrava con l’approccio ideologico della Russia sovietica, e questo fu sufficiente per determinarne l’ostracismo e la prigionia. Solo recentemente la sua figura è stata riabilitata in Russia, ma fino a circa gli anni ’70 i suoi scritti erano pubblicati in Occidente ma non dietro la “Cortina di Ferro”. Questo ci deve far riflettere sul fatto che in materie scientifiche le opinioni contano molto meno dei fatti e servono soltanto come guida per la formulazione di teorie che debbono necessariamente essere validate da evidenze sperimentali. Purtroppo, in molte discussioni, assistiamo al fatto che ancora oggi il radicalismo di alcuni faccia si che i fatti vengano ignorati in favore dell’ideologia.

Tornando alle banche di semi, i gene bank, negli anni attorno alla II guerra mondiale, le maggiori potenze decisero di avviare strutture come quella fondata da Vavilov, riconoscendo quindi implicitamente il valore strategico delle risorse genetiche. In piena guerra, nel 1943 venne istituito dalla Germania un gene bank in Austria che oggi invece si trova a Gatersleben, nella ex Germania Est. Nel 1952, vedendo che i russi avevano a disposizione ben due gene bank, quello di San Pietroburgo ed il controllo di fatto di quello di Gatersleben, anche gli USA decisero di dotarsi di un sistema di gene bank, ciascuno specializzato per poche specie, e diedero vita a quello che oggi si chiama il National Plant Germplasm System.

Negli anni ’60 la comunità scientifica internazionale, sotto l’egida della FAO, giunse alla conclusione che la salvaguardia della diversità genetica vegetale era una priorità assoluta. I risultati di Strampelli e di Vavilov dimostravano come solo l’accesso a genotipi diversi, alla più ampia diversità genetica, poteva garantire il futuro dell’agricoltura mediante la messa a disposizione di sempre nuove e più idonee varietà di piante alimentari. Inoltre, l’espansione dell’agricoltura industrializzata e della monocoltura, stavano distruggendo le antiche varietà locali ad un ritmo sempre crescente, e quindi occorreva agire prima che fossero definitivamente perdute. In una conferenza internazionale presso la FAO a Roma, gli scienziati di tutto il mondo suggerirono ai governi dei Paesi partecipanti, di istituire urgentemente una rete di gene bank, a cominciare dall’Europa, in cui l’agricoltura industrializzata era in rapidissima espansione. Nel 1969, il Consiglio Nazionale delle Ricerche, dietro proposta del Prof. Gian Tommaso Scarascia Mugnozza, prima cattedra di Genetica Agraria in Italia, decise l’istituzione a Bari di un “Laboratorio del Germoplasma” che avrebbe dovuto ospitare le risorse genetiche agrarie provenienti dal bacino del Mediterraneo. L’Istituto fu fondato nel 1970 ed in oltre quaranta anni di attività ha raccolto oltre 65000 campioni di varie specie, principalmente dal Mediterraneo ed Africa Orientale. Circa la metà di questi campioni è costituita da cereali. Oggi il vecchio Laboratorio del Germoplasma è confluito in un grande istituto nazionale del CNR, l’Istituto di Genetica Vegetale con sede a Bari, un istituto dove lo studio e la conservazione delle risorse genetiche vegetali e gli studi di genomica e genetica rappresentano le due colonne su cui si basa la comprensione dei meccanismi che portano alla diversità vegetale e lo sviluppo di nuovi approcci per lo sfruttamento di questo enorme patrimonio genetico. Il gene bank dell’Istituto è inserito in una rete del CNR facente capo al Dipartimento Agroalimentare, che include non solo le risorse genetiche vegetali, ma anche quelle microbiche ed animali. Il CNR è l’unico Ente in Italia che possiede collezioni organizzate di microrganismi utili all’agricoltura ed all’alimentazione. Si pensi ad esempio ai lieviti per la produzione di pane, vino e birra, ai fermenti utilizzati nella produzione di latticini, o a quelli convolti nella maturazione delle carni insaccate. In questo senso, anche grazie al progetto CISIA, finanziato dal Ministero dell’Economia e Finanze, il CNR propone un nuovo paradigma di conservazione delle risorse genetiche, cogliendo le eredità di Strampelli e Vavilov, ma espandendo i concetti verso nuovi settori e nuove idee necessari allo sviluppo dell’agroindustria e della società.

Se oggi il cibo che mangiamo è di elevata qualità nutrizionale e libero da tossine, se possiamo vantarci di aver raggiunto, e superato, la sufficienza alimentare, se possiamo avere a disposizione cibo per tutti i gusti e tutte le inclinazioni alimentari, lo dobbiamo anche alla pervicacia di uomini come Strampelli e Vavilov, che non hanno temuto di avventurarsi su nuove strade di pensiero, che non hanno temuto di opporsi al senso comune del loro tempo, ma che hanno saputo coltivare i loro sogni prima ancora delle loro piante. Uomini così sono l’esempio da insegnare ai nostri figli.