La digestione


Ultimata la fase di cattura, inizia per la pianta un processo molto importante, la digestione della preda.
Mediante questo processo la pianta è in grado di scindere il corpo della preda ed assimilarne tutte quelle sostanze nutritive di cui necessita per la sua crescita.
La modalità con la quale queste piante riescono a digerire le prede è stato oggetto di numerose diatribe fin dal 1874, quando il botanico inglese Joseph Dalton Hooker, ispirato dal grande Charles Darwin, documentò per primo il fatto che la Nepenthes potesse essere effettivamente “carnivora”.
Stabilì infatti l’attività digestiva della pianta affermando che alimenti come l’albume, la carne e le cartilagini, venivano in qualche modo disgregati all’interno dell’ascidio nel giro di una giornata.
Altri studiosi avvallarono questa teoria aggiungendo che le Nepenthes potevano digerire la fibrina con un processo che risultava più efficace quando il tutto veniva acidificato, una condizione del tutto simile a quella che avviene nel nostro stomaco.
Una teoria tanto innovativa che venne però in seguito contestata dal francese Dubois e dal russo Tischutkin i quali verso la fine del 1800, sostennero che l’attività digestiva della Nepenthes era molto attiva in quegli ascidi che presentavano l’opercolo aperto, mentre in quelli in cui l’opercolo rimaneva chiuso, tale attività risultava pressoché assente.
Questo dimostrava secondo la loro teoria che la digestione della pianta non era dovuta alla secrezione di succhi gastrici, ma bensì alla presenza di batteri che popolavano il fondo degli ascidi che presentavano l’opercolo aperto.
Oggi, dopo oltre un secolo, sono state consolidate prove inconfutabili sul fatto che le Nepenthes siano in effetti in grado di produrre e secernere enzimi capaci di sviluppare una reazione chimica atta alla rottura del legame chimico responsabile dell'unione degli amminoacidi e della conseguente formazione di polipeptidi e proteine.
Durante la formazione dell’ascidio infatti, all’interno della trappola si sviluppano delle particolari ghiandole che secernano in questa fase di crescita, zuccheri e acido benzoico, una sostanza carbossilica leggermente solubile in acqua e che funge da conservante naturale.
Ponendo un ascidio con l’opercolo ancora chiuso davanti ad una fonte molto luminosa ed intensa, è possibile osservare il rivolo di flusso prodotto dalle ghiandole che scende verso il fondo della trappola stessa. Durante la fase di sviluppo, queste ghiandole iniziano a secernere un liquido viscoso composto da una varietà di enzimi che comprendono proteasi, peptidasi, fosfatasi, esterasi, ribonucleasi e chitinasi.
In alcune specie di Nepenthes è stata rilevata anche la presenza di ulteriori sostanze, come ad esempio sostanze come i radicali liberi in grado di aumentare l’efficacia nella degradazione del tessuto delle prede oppure la Taumatina, una proteina che possiede proprietà antibatteriche e antimicotiche.
Una volta che la trappola ha raggiunto la fase finale di sviluppo le ghiandole iniziano la secrezione di enzimi che hanno l’ulteriore compito di assorbire i prodotti scomposti durante la digestione, sotto forma di amminoacidi, peptidi e ioni di ammonio.
Il liquido digestivo prodotto dalle ghiandole, occupa normalmente un terzo del volume globale dell’ascidio, mentre l’opercolo preclude all’acqua piovana di entrare nell’ascidio con la conseguente diluzione del liquido digestivo già presente.
Alcune osservazioni hanno mostrato una capacità dell’ascidio di mantiene un livello costante di liquido, questo significa che l’ascidio è in grado di assorbire l’ acqua in eccesso (pioggia accidentale) e di reintegrare viceversa quella eventualmente persa, grazie ad una maggiore attività delle ghiandole e/o da un'intensa attività batterica. E’ inoltre curioso ricordare che la tensione superficiale di questo liquido risulta essere nettamente inferiore a quella dell'acqua e questa caratteristica favorisce il rapido annegamento della preda catturata. Gli enzimi proteolitici interessati ai processi digestivi denominati anche Nepenthesin, assumono stabilità e funzionalità in base a determinati parametri tra i quali l’ acidificazione e la temperatura del liquido.
Esistono due livelli di attività ottimale del liquido digestivo, il primo quando il Ph assume valori bassi dovuti l’azione di proteasi endogene del liquido stesso (fase giovanile dell’ascidio) ed un secondo livello che si presenta quando il Ph assume valori neutri a causa dei batteri (fase di invecchiamento dell’ascidio).
Ad esempio, nella Nepenthes villosa, il fluido digestivo è attivo per circa 4-5 mesi, periodo durante il quale il pH si mantiene costante attorno al valore 2, trascorso tale periodo l’attività digestiva diminuisce a causa dell’aumentare del valore del Ph che staziona sul valore pari a 6. In linea di massima si può dire che una buona attività digestiva pari al 75% - 95% della massima potenzialità, si sviluppa quando il liquido all’interno della trappola raggiunge un livello di acidità pari a 2,6 Ph.
Anche la temperatura interna dell’ascidio incide sulla stabilità e funzionalità degli enzimi presenti nel liquido digestivo.
Da studi compiuti si evince che fino ai 50° gli enzimi hanno una certa resistenza nei confronti dell'aumento di temperatura, mentre al raggiungimento dei 55° - 60° questi sviluppano la massima potenza digestiva.
A temperature superiori, la capacità digestiva degli enzimi tende a diminuire fino a divenire nulla oltre gli 80°.
Concludendo possiamo dire che la temperatura ottimale per poter sviluppare la massima potenza digestiva è di circa 55°.
Un terzo parametro incide sicuramente sulla potenzialità degli enzimi, l’età dell’ascidio.
Ingrandimento (x 300) micro-organismo
presente in un goccia di liquido digestivo
Con l’invecchiamento della trappola vi è una diminuzione proporzionale dell’acidità all’interno dell’ascidio e quindi una diminuzione ed una precaria stabilità degli enzimi preposti alla digestione.
Il termine del ciclo digestivo prevede l'assorbimento da parte della pianta di ciò che la fase digestiva ha prodotto.
Sul fondo dell'ascidio, risiedono particolari ghiandole in grado di assimilare tutti i prodotti derivanti dalla fase di digestione.
Contrariamente a ciò che accade per quanto riguarda ad esempio le foglie di Drosera e di Pinguicula che assorbono indiscriminatamente ogni tipo di nutrimento, la Nepenthes è decisamente molto più selettiva e tende ad assorbire unicamente aminoacidi ed altri ioni.
Questo modello di assorbimento così selettivo, può essere paragonato a ciò che accade per l'apparato radicale, in pratica l'ascidio simula in qualche modo la funzionalità delle radici.