Metaboliti secondari

Metaboliti secondari

Metabolismo primario

Metabolismo primario: insieme delle vie metaboliche necessarie alla crescita e allo sviluppo della pianta (sintesi di acidi nucleici, proteine e lipidi, fotosintesi, respirazione, traslocazione di nutrienti, ecc.).

Metabolismo secondario

Metabolismo secondario: insieme delle vie metaboliche che mettono la pianta in relazione con l’ambiente e gli altri organismi viventi nell’ambito dell’ecosistema. I metaboliti secondari non presentano pertanto un’apparente funzione nel metabolismo della pianta, il loro ruolo è soprattutto ecologico:

• Attraenti di impollinatori e disseminatori (con produzione di segnali visivi e olfattivi). I pigmenti colorati sono principalmente carotenoidi (giallo, arancio, rosso) e flavonoidi (antocianine: dal rosso al blu; i flavonoli non visibili all’occhio umano formano immagini simmetriche, macchie, circoli concentrici: guide per il nettare. Tre principali antocianidine contribuiscono al colore dei frutti: pelargonidina nella fragola, cianidina nella mela e delfinidina nell’uva).

Betalaine

Anche alcuni pigmenti vegetali azotati conferiscono la colorazione ad alcuni fiori: le betalaine (betacianine e betaxantine). Molto a lungo confuse con le antocianine, tra questi particolarmente conosciuta è la betanina, pigmento responsabile della colorazione delle radici di Beta vulgaris var. rubra. Betacianine e antocianine non compaiono mai insieme nelle piante. Le betaxantine spesso compaiono con le betacianine e sono per esempio responsabili del colore giallo dei fiori di cactus, presentano aminoacidi al posto del residuo indolico.

Le caratteristiche del fiore sono legate al tipo di impollinazione che, se mediata da animali, si ha nel fiore un particolare sviluppo della corolla, gioco di forme, colori e odori attraenti.

• Adattatori chimici in situazioni di stress ambientale; Piante e rispettivi insetti predatori si sono evoluti simultaneamente e generalmente in modo antagonistico. Le piante producono nuovi composti chimici ad azione deterrente (tossica) e contemporaneamente gli insetti evolvono nuove capacità sensoriali che permettono la discriminazione tra specie vegetali o producono nuovi enzimi digestivi che favoriscono la detossificazione ed eventualmente l’utilizzo di questi prodotti naturali → coevoluzione. Grazie a questo processo non c'è competizione tra gli insetti e quindi gli si garantisce la sopravvivenza.

Sistemi tritrofici

(Il nemico del tuo nemico è tuo amico)

Tritrofici: pianta, predatore della pianta e parassitoidi. La pianta con la produzione di sostanze volatili richiama insetti che limiteranno la densità del fitofago del quale sta subendo l’attacco (es. la pianta del fagiolo una volta attaccata dalla cimice emana una sostanza volatile che attira un parassidoide oofago che mangia la cimice).

I parassitoidi sono pertanto orientati nella ricerca di potenziali ospiti da segnali chimici volatili, particolarmente abbondanti e affidabili. Tra i parassitoidi si può citare l’esempio dei parassitoidi oofagi (es cimice verde che si nutre della pianta di fagiolo), che garantiscono che il fitofago sia colpito prima che l’uovo schiuda.

Il gusto amaro è una sensazione che mammiferi e probabilmente uccelli e rettili possono apprezzare, così piante che contengono cardenolidi, alcaloidi e tannini sono evitate da molti vertebrati erbivori.

Piante primitive contengono tannini, mentre specie più recenti (in termini di evoluzione), contengono alcaloidi, ecc. I rettili sono pertanto sensibili ai tannini (ad effetto repellente) allo stesso livello di concentrazione dei mammiferi, ma la sensibilità agli alcaloidi è molto meno efficace (1000 volte inferiore). La comparsa di piante in grado di sintetizzare alcaloidi (mortali) potrebbe aver contribuito all’estinzione dei rettili preistorici.

Fitoecdisoni: essi hanno la stessa struttura base degli ormoni della muta degli insetti. L’ingestione degli stessi distrugge il ciclo della muta, interferendo con la perdita del vecchio esoscheletro e la produzione del nuovo causando la morte dell’insetto stesso.

• Elementi di difesa contro microrganismi, insetti, animali in genere ma anche contro altre piante (= allelochimici).