Patologia derrate alimentari

Le spore costituiscono il punto di partenza e quello finale del

ciclo biologico di un fungo. Lo scopo delle spore è duplice:

da un lato devono perpetuare la specie nel tempo, dall’altro

devono diffondere la specie nello spazio. Infatti la difesa

delle piante dalle malattie fungine consiste, nella maggior

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parte dei casi, in una inibizione della germinazione delle spore.

Il modello della struttura di una spora, in questo caso è un’ascospora, è riportato a fianco.

Le modalità di dispersione di una spora

sono varie: la spora può servirsi degli

agenti atmosferici quali vento e pioggia

per esempio, per essere trasportata in

altri ambienti, che siano lontani o vicini

rispetto al micelio che le ha generate.

Le spore sono costruite e gestite dal fungo in modo che non germinino tutte nello stesso tempo.

Questo fenomeno prende il nome di latenza. Le spore hanno bisogno di una certa quantità di tempo

prima di germinare perché il fungo si deve assicurare che le condizioni esterne siano stabili e

favorevoli alla crescita del micelio. Il fungo quindi attua dei meccanismi per accertarsi che la partenza

della germinazione si efficace. Un altro motivo per cui il fungo può interrompere la germinazione di

spore è il fatto che esso vuole assicurarsi la maggiore dispersione nello spazio possibile: è inutile

differenziare milioni di spore in un cm se poi germineranno tutte nello stesso momento. Una

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strategia del fungo è quella che, finché le spore non saranno lontane tra di loro nel tempo e nello

spazio, altre spore non potranno germinare. Un altro motivo per cui si può interrompere la

germinazione sussiste nel caso dei funghi patogeni obbligati che non possono vivere senza ospite, e

il fatto di avere un blocco della germinazione delle spore serve loro per riallineare il loro ciclo di vita

con il ciclo di vita dell’ospite. I meccanismi di latenza sono 2.

1. Esiste un tipo di latenza detta costituzionale o endogena, che deriva dalle caratteristiche

intrinseche delle spore. Esse infatti potrebbero avere delle pareti impermeabili, che solo con il

tempo perderanno l’impermeabilità e potranno acquisire l’acqua necessaria per la germinazione.

Ci sono altri casi in cui sulla parete delle spore sono presenti sostanze autoinibenti: se nello stesso

piccolo spazio sono presenti tante spore, ed ognuna a suo modo contribuisce ad alzare il livello

della sostanza autoinibente, quindi contribuisce a bloccare la germinazione delle altre, la

germinazione resterà ferma finché le spore non si saranno allontanate le une dalle altre e l’effetto

della sostanza calerà. Esistono anche dei blocchi di tipo metabolico: noi vediamo le spore

apparentemente morfologicamente formate, ma alcuni dei loro costituenti cellulari non sono

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ancora maturi e alcuni dei processi biochimici non sono ancora messi a punto, quindi occorre una

sorta di periodo di post-maturazione per consentire alla cellula di germinare. Il blocco metabolico

lo si supera con la vernalizzazione: alcune spore per poter germinare hanno bisogno di un periodo

di freddo, e questo meccanismo è adottato anche da alcuni semi.

2. Con latenza esogena invece identifichiamo il blocco della germinazione dovuto all’ambiente

esterno, alle condizioni richieste per la germinazione. Queste condizioni sono: temperatura,

umidità, presenza di determinate sostanze nell’ambiente, come gas, zuccheri e sali. Una strategia

che i funghi adottano per assicurarsi una germinazione nelle migliori condizioni è quella di essere

molto più esigenti quando devono iniziare a germinare, rispetto a quando devono crescere come

micelio. Per esempio ci sono funghi che per germinare hanno bisogno di temperature tra i 10 e i

25°C, però una volta germinato, il micelio può crescere tra gli 0 e i 35°C; un’altra esigenza

particolare è quella di alcuni funghi che per germinare vogliono una fonte di glucosio oppure

direttamente glucosio o fruttosio, poi una volta germinati sanno usare anche l’amido e la cellulosa.

La germinazione è uno dei passaggi fondamentali per il ciclo del patogeno, il quale procede con la

formazione di un nuovo individuo partendo dalla germinazione, che poi crescerà, si riprodurrà e si

diffonderà con i propaguli, che a loro volta germineranno e così via. Conoscere le condizioni di

germinazione ci può aiutare per prendere provvedimenti per fermare le infezioni sul nascere o

bloccare lo sviluppo delle malattie. Infatti molto spesso la germinazione delle spore è uno dei bersagli

primari della difesa per il controllo delle malattie.

Le spore sono strutture addormentate, nella maggior parte dei casi dotate di mezzi di protezione,

come pareti melanizzate o ispessite. Esse hanno un contenuto di acqua minore rispetto a quella del

micelio, per pesare meno e essere più facilmente distribuite, e anche per essere più resistenti alle

condizioni esterne. Molto speso il primo evento che precede la germinazione delle spore è

l’assorbimento di acqua da parte della spora e l’aumento del volume, che serve a produrre una certa

pressione osmotica all’interno, che si evolve nella lacerazione della parte della spora e nell’emissione

di un apice ifale. Naturalmente all’interno della spora per consentire tutti questi avvenimenti c’è il

consumo di tutte le sostanze di riserva accumulate.

I fattori che influenzano la germinazione di una spora, oltre alla specie di appartenenza del fungo,

sono gli stessi della latenza esogena. Normalmente una spora impiega a germinare da qualche ora a

1-2 giorni; se non germina dopo 48-72 ore, potrebbe esserci qualche fenomeno di latenza che la

obbliga ad aspettare.

Dal punto di vista morfologico esistono 2 tipologie di germinazione delle spore:

1. Germinazione diretta, che è la più frequente, prevede l’emissione di un tubo germinativo da parte

della spora, che poi diventerà un’ifa e darà origine al nuovo

micelio. Nella maggior parte dei casi una spora emette un tubetto

germinativo, ci sono spore in cui il sito di emissione del tubetto

germinativo è già stato previsto dalla spora, mentre ci sono funghi

in cui qualunque punto della superficie della spora è buono per

emettere un tubetto germinativo. Alcune spore sono in grado di

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emettere più tubetti germinativi, ma lo fanno con dei tropismi; il tropismo negativo è causato

dalla luce e dagli stessi tubetti germinativi, che germinano in direzioni opposte; in altre situazioni

i tubetti sono attirati da delle fonti a lui confacenti, come sostanze emesse da ferite,

oppure rilasciate dalla sostanza organica in decomposizione, oppure dai semi in

fase di germinazione.

Esiste un’altra modalità di germinazione diretta, la gemmazione. La fanno i lieviti,

ma anche i generi fungini Taphrina e Ustilaginales.

2. Nelle modalità indirette dalla spora non ha origine un micelio, ma il più delle volte la spora darà

origine a un’altra struttura riproduttiva. Ad esempio da alcune spore di Basidiomiceti avviene

l’emissione di un probasidio. A sua volta il probasidio differenzia le basidiospore. Il fungo

operando così produce un numero più elevato di spore, che si diffondono verso zone diverse. Un

altro esempio è lo sporangio degli Oomycota; lo sporangio rilascia tante zoospore dotate di un

flagello che permette loro di spostarsi nell’acqua. Delle volte lo zoosporangio anziché germinare

indirettamente emette un tubetto germinativo, ma lo fa solo in condizioni ambientali anomale.

Un altro modo di germinare indirettamente è il microciclo, in cui il fungo si rende conto di avere

fatto una falsa partenza: dalla spora nasce il micelio, le condizioni non sono ottimali e il micelio

produce immediatamente un’altra spora e il ciclo si blocca. Un altro esempio è il caso degli

Oomycota la oospora germina, ma non emette un tubetto germinativo, ma emette uno sporangio,

che a sua volta germina emettendo delle zoospore. Qui si parla di doppia germinazione indiretta,

che aumenta di molto il numero dei propaguli che si generano.

In ordine: probasidio, zoospore, microciclo e sporangio.

Crescita fungina

La crescita fungina è regolata da necessità ambientali.

I funghi sono abbastanza esigenti nei confronti dell’acqua, ma meno esigenti in confronto ai batteri.

Con acqua intendiamo quella presente nei substrati, in particolare l’acqua libera, ovvero quanta

acqua presente è effettivamente disponibile per le attività biochimiche. I funghi più comuni crescono

con livelli di acqua libera da 0.8 a 1. Portandoci a valori intorno allo 0.65/0.70 solo i funghi xerofili

riescono a crescere e sviluppare le proprie colonie. Ecco perché molti processi di conservazione

prevedono l’abbassamento dell’acqua libera.

Per quanto riguarda la temperatura, i funghi delle derrate generalmente crescono bene intorno ai

20-30°C, sopra i 30°C quasi tutti soffrono e sopra i 35°C smettono di crescere; molti funghi agenti di

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patogeni nelle derrate riescono a crescere anche a temperature molto basse, tanto che alcuni

riescono ad avere miceli che crescono, anche se poco, anche intorno agli 0°C. Tra i funghi

riconosciamo delle categorie: quelli mesofili, che sono particolarmente attivi a temperature

ambientali, ovvero medie, quelli psicrofili, che prediligono temperature 0-15°C, e quelli termofili che

non crescono se le temperature sono inferiori ai 35°C. Termofilo e termotollerante non sono la stessa

cosa: infatti i funghi termotolleranti tollerano le alte temperature ma prediligono temperature più

basse.

Per quanto riguarda le fonti di carbonio, mettendo a grafico in base alle forme di carbonio quante

specie le utilizzano scopriremmo una sorta di gaussiana, in cui le forme di carbonio predilette sono

principalmente i monosaccaridi. Incontriamo poi i disaccaridi, i polisaccaridi, e man mano che la

catena si allunga e si ramifica diventa più difficile trovare funghi in grado di utilizzarle. Ma non solo

gli zuccheri sono fonti di carbonio: anche gli acidi grassi, gli acidi organici, gli alcol, i lipidi e le proteine

possono diventare fonte di carbonio, ma non per tutti. I funghi sono in grado anche di utilizzare fonti

di carbonio ostiche: alcuni funghi sanno utilizzare lignina, chitina, cheratina, altri sono in grado di

utilizzare le paraffine, alcuni idrocarburi, alcune plastiche. Alcuni funghi durante le guerre del

Vietnam e di Corea e nella seconda guerra mondiale hanno fatto precipitare alcuni aerei ostruendo i

tubi che portavano il carburante, oppure funghi che ostruivano gli strumenti ottici, perché

crescevano sugli strati di protezione delle lenti e sulle vernici. Si testa la crescita di funghi su qualsiasi

materiale perch&ea