Spore di funghi annullano attrito per volare a lungo

Le spore di alcuni funghi, come quelle del tossico Sclerotinia sclerotium, sono in grado di viaggiare molto lontano grazie ad un meccanismo che permette loro di ridurre l'attrito e migliorare il raggio di diffusione.
Il fungo Sclerotinia sclerotium emette sbuffi di migliaia di spore, sbuffi in grado di azzerare l'attrito con l'aria e di creare una turbolenza che consentirà alle spore di viaggiare molto più lontano di quanto una singola spora possa fare.
"Nel Tour de France, i ciclisti formavano un gruppo per ridurre l'attrito dell'aria del 40%" spiega Marcus Roper, co-autore della University of California Berkeley. "Le ascospore dello Sclerotinia formano un gruppo perfetto, riducendo l'attrito a zero e creando un flusso d'aria che le porta più lontano".
Questa strategia pare sia utile al fungo per diffondere meglio le spore sulle foglie delle piante, i principali ospiti del fungo. "Ho realizzato che le spore si comportavano come goccioline di una nuvola" spiega Agnese Seminara, co-autrice e fisica teorica alla School of Engineering and Applied Sciences di Harvard. "Per seguire il loro percorso, ho adattato gli algoritmi che ho sviluppato per descrivere la formazione delle nuvole".
"Questa scoperta può avere implicazioni sul metodo di controllo della diffusione di funghi patogeni" afferma Anne Pringle di Harvard. "Lo Sclerotinia soltanto costa agli agricoltori americani circa 1 miliardi di dollari all'anno, includendo i costi per il controllo del fungo e la perdita del raccolto. Una ricerca volta a capire come rompere l'iniezione cooperativa delle spore potrebbe fornire strumenti nuovi per il controllo di questi patogeni".
Sono oltre 100 anni che la scienza sa dell'esistenza di funghi che emettono sbuffi di spore, eventi che sono stati ben documentati. Questa però è la prima volta che si studia la fisica e le balistica di questi fenomeni, con particolare attenzione a come le spore possano "cooperare" per migliorare la dispersione in un nuovo ambiente.
Utilizzando una telecamera ad alta velocità, i ricercatori hanno registrato le emissioni di spore dello Sclerotinia, scoprendo che le spore escono dal fungo ad una velocità di circa 30 km/h. Ma dato che sono oggetti minuscoli, se venisse emessa una sola spora interverrebbe l'attrito con l'aria, che ne ridurrebbe lo spazio percorribile una volta fuori dal fungo a soli 3 millimetri.
Prese in gruppo, invece, le spore ottengono ben altre prestazioni: quando centinaia di migliaia di spore si trovano insieme, possono raggiungere l'altezza di oltre 10 centimetri. Questo accade per via del fatto che ogni singola spora contribuisce ad eliminare l'attrito con l'aria anche per le spore vicine; in aggiunta, lo sbuffo crea una corrente ascendente che spinge le spore alla velocità di 60 centimetri al secondo.
Troppo poco per raggiungere le foglie delle piante? No, se poi interviene il vento. Essendo così leggere, le spore possono diffondersi a una distanza relativamente elevata. E se consideriamo che, come sistema per aumentare ulteriormente l'efficienza, alcuni funghi sparano in aria le loro spore in successione per incrementare le prestazioni delle spore emesse da altri funghi vicini, alcuni specie sono davvero in grado di sfruttare la fisica a loro favore.
Questo sistema efficiente per la diffusione di spore spiegherebbe anche come si stia diffondendo la piaga della Sclerotinia. Questo fungo infatti attacca oltre 400 specie di piante, inclusi fagioli, girasoli, soia e arachidi, spazzando via un raccolto in un breve lasso di tempo.
Fungal spores travel farther by surfing their own wind (w/ Video)