Anche se i pomodori sono botanicamente una bacca, un tipo di frutta, queste delizie rotonde rosse (o arancioni) sono considerate verdure per scopi culinari a causa del loro sapore salato. In qualsiasi modo lo si tagli, lo si affetti o lo si tagli a dadini, è un frutto insolitamente versatile. I festival del pomodoro, le feste e le degustazioni si tengono in più della metà degli stati americani e a livello internazionale. Ira e George Gershwin hanno persino immortalato la doppia pronuncia di tomato nella loro canzone del 1937, Let’s Call the Whole Thing Off, “…You like tomato and I like tomahto.” Cos’altro possiamo imparare su di loro? A quanto pare, molto.

Problemi e trasformazioni del pomodoro

Parassiti, stress ambientali e malattie hanno afflitto questo frutto per millenni. La peronospora precoce e tardiva, la caduta dei fiori e l’antracnosi, insieme ad altri funghi comuni e stress abiotici (marciume dell’estremità del fiore e spalla gialla) sono alcuni dei molti problemi che sfidano il nobile pomodoro.

Quel pomodoro estivo perfettamente rosso e gustoso non è un pomodoro cresciuto allo stato originale. Se si dovesse tornare indietro di circa 6.000 anni e cogliere un pomodoro dalla vite prima degli sforzi umani per addomesticarlo, si potrebbe finire in Ecuador o in Perù a mangiare piccoli pomodori selvatici. Tecnicamente, l’antenato selvatico diretto del pomodoro coltivato è Solanum pimpinellifolium. Questi piccoli frutti sono parenti stretti di quelli moderni che raccogliete nei mercati dei contadini, nella vostra borsa CSA o nei negozi di alimentari, ma sono molto più piccoli, come un minuscolo pomodoro ciliegia. Oggi, alcuni dei nostri grandi pomodori rossi addomesticati (come ‘Iron Lady’ e ‘Defiant’) sono stati selezionati geneticamente per la resistenza alle malattie, ma non sempre hanno il miglior sapore o consistenza. C’è un’opportunità di selezionare i tratti per la resistenza alle malattie e ai parassiti migliorando il sapore e l’aspetto? La professoressa Ana Caicedo e lo studente di dottorato Jake Barnett pensano che potrebbe benissimo esserci.

Una riunione madre e figlio?

L’evoluzione dei pomodori selvatici ha catturato l’interesse dello studente laureato UMass Amherst Jacob ‘Jake’ Barnett. La sua ricerca estiva nel 2019 si è svolta in una nuova serra a tunnel alto presso la Crop and Animal Research and Education Farm dell’Università a South Deerfield. Barnett è particolarmente interessato a due argomenti: la fattibilità di coltivare pomodori sudamericani nel Massachusetts e la loro resistenza agli insetti.

Come si fa quindi a ottenere, piantare e studiare semi selvatici che stanno diventando più difficili da trovare in natura? Barnett ha contattato la banca dei semi dell’Università della California Davis, nota per la sua collezione di specie selvatiche e di mutanti usati per la ricerca. A partire dagli anni ’40, un ricercatore particolarmente lungimirante, Charley Rick, ha raccolto e conservato semi di specie selvatiche di pomodoro, tutte originarie del Sud America. Queste specie ancestrali di pomodoro possiedono collettivamente dei geni che forniscono difese genetiche naturali contro i parassiti o capacità di tollerare vari tipi di stress. Dopo migliaia di anni di allevamento, i nostri pomodori domestici, allevati per colore e dimensioni, hanno perso la loro capacità naturale di resistere ai parassiti. Barnett, lavorando con il professor Caicedo, ha riempito il tunnel alto con 280 linee di pomodori sani che ha coltivato da 40 varietà di semi.

Caicedo è il ricercatore ideale per consigliare Barnett a causa del suo interesse di lunga data negli attributi di queste piante selvatiche. Nel 2003, ha ricevuto il suo dottorato di ricerca dalla Washington University di St. Louis, dove la sua ricerca si è concentrata sulla genetica della popolazione dei geni di resistenza alle malattie nei pomodori selvatici.

L’obiettivo di Barnett è quello di esaminare le specie di pomodori selvatici e due varietà commerciali, valutando la loro capacità di crescere nelle condizioni del Massachusetts e la loro potenziale resistenza ai parassiti e alle malattie.

Biologo evolutivo e genetista

Biologo o genetista? Come biologo evoluzionista, Caicedo è entrambe le cose. Spiega che l’addomesticamento è un esempio di processo evolutivo. Partendo da piante selvatiche, l’uomo esercita una pressione selettiva su di esse, spesso per caratteristiche attraenti, e dopo molte generazioni si arriva a piante addomesticate. Iniziare con una cosa e finire con un’altra…questa è l’evoluzione ed è la sua passione. Affinché si verifichi un cambiamento evolutivo, ci devono essere cambiamenti genetici durante il processo. Un risultato dell’addomesticamento è che le piante si adattano, cioè si adattano, all’ambiente coltivato. Le piante addomesticate devono comunque continuare ad evolversi. Il cambiamento climatico è un esempio drammatico di uno dei probabili cambiamenti ambientali a cui le piante devono adattarsi.

Quando i ricercatori si pongono grandi domande su come si sono evolute le piante, collegano i tratti alla genetica, cioè al contenuto del DNA. Le informazioni dal DNA sono usate per capire come i diversi gruppi di piante e le popolazioni sono correlate e come si diversificano. Il DNA determina anche quali caratteristiche hanno le diverse piante. Alla domanda da dove provengono i pomodori, Caicedo risponde: “Tutti i pomodori selvatici provengono dal Sud America occidentale. Ci sono solo 13 specie di pomodori selvatici che si trovano in diversi habitat in Cile, Perù, Ecuador e nelle isole Galapagos. Le Galapagos offrono un bellissimo esempio di quanto possano essere diverse le specie di pomodoro; queste specie puramente selvatiche sono strettamente legate al piccolo Solanum pimpinellifolium rosso, ma sono state separate da loro per millenni, portando a molti tratti diversi”. I ricercatori hanno ora la capacità di modificare i geni desiderabili: si può pensare a questo come a usare una forbice di DNA per tagliarlo da una varietà e inserirlo in un’altra. È come l’evoluzione a velocità di curvatura.

Perché la diversità è così importante? Caicedo dice: “Le specie selvatiche ospitano tratti utili e desiderabili. Alcune sono tolleranti al sale, il che potrebbe essere molto utile dato che i nostri terreni diventano più poveri. Alcune sono tolleranti alla siccità, particolarmente importanti con il cambiamento climatico globale. Le specie tolleranti al freddo, come alcuni pomodori selvatici che crescono sulle montagne delle Ande, hanno cominciato ad essere usate come portainnesto.

“Un pomodoro affascinante che cresce prolificamente a Deerfield Sud ha un insolito stelo peloso. Questa specie (Solanum habrochaites) produce sostanze chimiche anti-insetto ed è stata scelta come portainnesto perché può sopravvivere anche in condizioni difficili e fredde.

“Quindi capire i vari tratti che esistono e cercare di capire quali sono utili per crescere nell’ambiente del nord-est degli Stati Uniti, è un altro motivo convincente per la ricerca sui pomodori selvatici. Stiamo gettando le basi per le direzioni che possiamo prendere”.

Il lavoro di ricerca sui pomodori

Di nuovo a South Deerfield nel suo tunnel alto, Barnett lavora tra fiorenti piante di pomodoro, alte quasi il doppio di questo alto ricercatore. Anche se le piante stanno fiorendo all’interno di un tunnel alto, il prossimo passo sarà quello di vedere se possono crescere all’esterno in un ambiente naturale. Sta lavorando con una serie di specie selvatiche con diverse esigenze di crescita da una varietà di habitat in Sud America. Alcune sono adattate alle condizioni del deserto, altre prosperano in ambienti estremamente freddi. I pomodori dell’isola crescono con una vegetazione molto rada, e una manciata di specie sono adattate alle foreste. Mantenerli tutti felici non è banale. La sua ricerca potrebbe alla fine rivelarsi utile all’agricoltura del New England.

Barnett sta anche esplorando la produzione di alcaloidi (una categoria di farmaci, come la caffeina) nei pomodori. Tutte le piante di questa famiglia producono alcaloidi (la “famiglia” include patate e melanzane). Di particolare rilevanza è la tomatina, l’alcaloide prodotto dai pomodori. La tomatina protegge i frutti dai funghi e Barnett sta esplorando i modi in cui il contenuto di tomatina differisce tra le specie e se c’è o meno una relazione tra il contenuto di tomatina nelle foglie delle piante e nei loro frutti.

Infine, sta valutando come i colori dei frutti sono cambiati durante l’evoluzione del pomodoro: perché alcuni frutti sono rossi, altri arancioni o gialli e alcuni sono verdi quando maturi. Questo può far luce su come i semi vengono diffusi dagli animali (gli uccelli sono più attratti dal rosso mentre i roditori dal giallo, quindi i semi vengono diffusi in modo diverso). Lo zucchero e il contenuto d’acqua sono caratteristiche che possono influenzare la dispersione animale.

Il filo conduttore della ricerca di Caicedo e Barnett è la comprensione della diversità del pomodoro e la ricerca di altri usi per essa. Per esempio, i geni di resistenza alle malattie di diverse specie selvatiche sono stati allevati nei pomodori coltivati che compriamo nei supermercati. Decenni fa, la raccolta meccanizzata dei pomodori domestici è stata resa possibile dall’allevamento di un tratto trovato nei pomodori selvatici delle Galapagos che permette di staccare i frutti dalla pianta senza un gambo attaccato.

Caicedo ha osservato: “Voglio sapere come le specie di pomodoro si sono adattate ai loro diversi ambienti e sono diventate diverse. Ogni pomodoro gigante coltivato proviene originariamente da adorabili pomodori minuscoli. Lo trovo affascinante”. L’importante ricerca sul pomodoro continuerà, dato che si è evoluto per essere uno dei frutti più desiderabili e comunemente mangiati. Ma con la ricerca sul DNA e altre tecnologie disponibili oggi, probabilmente non ci vorranno 6.000 anni per scrivere il prossimo grande capitolo.

– Università del Massachusetts Amherst

Foto in alto: Jacob Barnett in serra con alte piante di pomodoro.