Category Archives: Botanica

Digestive Functional Foods 4

Posted on by

Dopo il post monografico, torniamo ad analizzare il dato etnobotanico. Nel seguente spezzone tento di riassumere parte dei dati etnobotanici più recenti relativi all’utilizzo dei cibi funzionali tradizionali latu sensu nei disturbi gastroenterici, cercando, quando possibile, di limitarmi a disturbi non specifici (indigestione, gonfiore, dispepsia, ecc.), e cercando di trarre qualche indicazione di massima sulla eventuale segregazione rtassonomica dei rimedi. Come vedrete le conclusioni sono chiare (ma con vari caveat): esistono poche famiglie nelle quali si concentrano molti dei rimedi, e questi rimedi sono caratterizzati molto spesso dalla presenza di principi amari, pungenti e/o aromatici.  Buona lettura!

——————————————————————————————-

Digestive Functional Foods in the ethnobotanical literature

The author compiled a non-systematic survey of FF plants used world-wide for digestive complaints, limiting, when possible, the analysis to plants used only for non specific gastrointestinal complaints, to remain coherent with the spirit of the FF definition. The plants listed were mainly used as digestives, appetite stimulants, antidyspepsics, carminatives, and antispasmodics. Plants with very specific activities (antiulcer) or with specific indications (IBS, etc.) were excluded, when possible.[1]

In a paper on edible plants of Palestine,[2] of the 103 edible plants, 64 (62 %) were used as food-medicines, and the two most important botanical families for food-medicines were Asteraceae and Lamiaceae.  This is in agreement with the findings of a similar study on food plant consumption in seven Mediterranean countries.[3]
Of the 78 alimentary species collected in Cyprus, 20 (25,6%) belonged to the Asteraceae, 7 each to Apiaceae and Brassicaceae, and 6 to the Lamiaceae. 40 were used only as food, and 37 (47,4%) as both food and medicine.[4]

In a study on Sicilian wild food plants, of the 188 food species recorded, 37 (19,6%) were used as both food and medicine, and of these 12 (32,4%) belonged to Asteraceae,  4 (11%) to Lamiaceae,  3 each to Brassicaceae and Apiaceae.[5]

In a review of plant foods as medicines in Mediterranean Spain, the authors found that  the percentage of edible plants used as medicines varied between 13,39 and 21,42 (17,52% on average), and that of spices and culinary herbs used as medicines varied between 5,74 and 9,25 (7% on average). All in all an average of around 24,5% of edible plants and spices were used as medicines.[6] Lamiaceae  and Asteraceae played major roles both in terms of recorded medicinal uses (146 the former and 57 the latter, of all 559 recorded uses) and of number of species used in medicinal treatments (42 the former and 29 the latter).

According to Rivera and coworkers, of the 145 wild gathered food species from Southern Spain, 81 (55,9%) are also used medicinally, and, more importantly, 61 (42%) are administered orally using the same plant part used in the culinary preparations.  This proportion was halved when examining   cultivated food species.[7]

In an ethnobotanical research in Kenya, the authors found that wild edible-medicinal plants represent  30,2% of all edible plants.⁠

The main datum that emerges from this exercise is the predominance of some taxa.

At a higher level the Family Asteraceae dominates with 41 citations of 25 different Genera, amongst which Matricaria, Sonchus and Artemisia are the most often cited.  The second Family by number of citations is that of Lamiaceae, with 24 citations of 16 different Genera, vastly dominated by Mentha and Ocimum.

Also important are the Apiaceae family with 12 citations of 12 Genera, Zingiberaceae (9 citations of 8 Genera) and Rutaceae (9 citations of 3 Genera, dominated by Citrus spp.).

As an aside, similar data emerge when we examine functional foods in general: a significant percentage, between 20 and 60% (average 40%) of edible wild plants is used in traditional societies as a medicine; and secondly, the family  Asteraceae seem to be the main source of medicinal plant species used by traditional societies (at least in the northern hemisphere) and one of the main sources of functional foods/medicinal foods/food medicines.[8]  Lamiaceae and Apiaceae are also very important in terms of number of species used.[9]
These taxa share a similar chemical make-up: they contain very salient organoleptic compounds, such as essential oils, resins and pungent compounds, and bitter compounds, mainly in the Asteraceae and Cucurbitaceae, usually showing low toxicity.

Similar results can be seen in wider reviews including medicinal plants stricto sensu:  still dominant is the triad of Asteraceae, Lamiaceae and Apiaceae, but with a high frequency of  Euphorbiaceae (8 citations of 4 Genera), Fabaceae (15 citations of 12 Genera) and Solanaceae: all families with a potentially more toxic chemical profile, containing irritant latex, toxic lectins and cyanide-producing molecules, often characterized by a strong bitter taste. ⁠.[10]

Bitters and Spices

The majority of the plants rich in essential oil and pungent compounds have been historically classified as spices.  For most of human history, spices have been a canonical example of a fluid entity shifting from the food to the medicine field: they were sold by grocers and spice merchants but also by apothecaries and physicians; they have been used extensively as ingredients in the preparations of dishes, usually accompanying and exalting the main food crops, while at the same time being consumed as infusions and decoctions, like many other medicinal plants. When used as foods, they were very rarely the main ingredient, and seldom provide high primary metabolite intake. Even when used as a medicine, their sensual, organoleptic quality played an important role, quite apart from their effective therapeutic quality.

In fact spices are more akin to medicinal foods that FF proper, and they were ascribed potent medicinal qualities well before empirical validations were available, most probably because they resemble the prototypical medicinal product: “they are specific (have unique and distinguishing tastes), small (in volume), and powerful (in the stimuli they emit and, in many cases, physiologic action)”.

The characteristic aroma and taste of spices is imparted by volatile essential oils and pungents (mono- and sesquiterpenes plus a few shikimic acid derivatives, plus thioethers in Alliaceae and isothiocyanates in Brassicaceae) and non volatile pungent compounds (mainly belonging to the acid amine group, like capsaicin in Capsicum and piperine in Piper).

Although very different from spices in term of economic and cultural importance, bitters too have a recognized place in many different cultures all over the world, in promoting the state of health. The almost universal use of bitter-tasting drinks as aperitif, digestives or fasting tools emphasizes this important role.[11]

Pungent, aromatic and bitter compounds do not exhaust the chemical variety of digestive FF, and their predominance cannot be taken without some caution. It is in fact probable that this predominance is due to many cultural, economical and social factors beyond the biological ones. Having said that, these compounds are extremely interesting because they seem to be able to act on gastrointestinal physiology before or even without systemic absorption, hence potentially with low toxicity profiles.
Moreover, in the last ten years research on gastrointestinal physiology has focused more and more on the health implications of tastants and olfactants, and this research has blended very well with the hypothesis of the coevolution of plant secondary compounds and human defense mechanisms.

——————————————————————————————–
[1] Dufour DL and Wilson WM “Characteristics of ‘wild’ plant foods used by indigenous populations in Amazonia” in Etkin 1994, Op. Cit.; Vickers WT “The health significance of wild plants for the Siona and Secoya” in Etkin 1994, Op. Cit.; Price LL “Wild food plants in farming environment”s in Pieroni and Price 2006 Op. Cit.; Pieroni, A. and Quave, C. “Functional foods or food medicines? On the consumption of wild plants among Albanians and Southern Italians in Lucania”  in Pieroni and Price 2006 Op. Cit.; de Santayana, M.P., San Miguel, E., Morales, R. “Digestive beverages as a medicinal food in a cattle-farming community in Northen Spain (Campoo, Cantambria)”.  in Pieroni and Price 2006 Op. Cit.; Volpato and Godinez 2006 Op. Cit.; Vanderbroek, I.,  Sanca, S. “Food medicines in the Bolivian Andes (Apillapampa, Cochabamba Department)” in Pieroni and Price 2006 Op. Cit.; Ladio 2006 Op. Cit.; Ogoye-Ndegwa, C., Aagaard-Hansen, J. “Dietary and medicinal use of traditional herbs among the Luo of Western Kenya” in Pieroni and Price 2006 Op. Cit.; Eddouks, M. “Aspects of food medicine and ethnopharmacology in Morocco” in Pieroni and Price 2006 Op. Cit.; Curtin 1997, Op. cit.; Quave, C.L. and Pieroni, A “Traditional health care and food and medicinal plants use among historic Albanian migrants and Italians in Lucania, Southern Italy”. in Pieroni & Vandebroek 2007, Op. Cit.; Ceuterick, Vandebroek, Torry, & Pieroni Op. Cit; Van Andel, T and van’t Klooster, C. “Medicinal plant use by Surinamese immigrants in Amsterdam, The Netherlands: Results of a pilot market study”. in Pieroni & Vandebroek 2007, Op. Cit; Lundberg, P.C. “Use of traditional herbal remedies by Thai immigrant women in sweden” in Pieroni & Vandebroek 2007, Op. Cit; Vandebroek, I., Balick, M.J., Yukes, J., Duran, L., Kronenberg, F., Wade, C., Ososki, A.L., Cushman, L., Lantigia, R., Mejia, M., Robineau, L. “Use of medicinal plants by Dominican immigrants in New York City for the treatment of common health conditions: A comparative analysis with literatue data from the Dominican Republic” in Pieroni & Vandebroek 2007, Op. Cit; Manandhar, N.P. Plants and people of Nepal. Timber Oress, Oregon, USA, 2002; Ruffo, Birnie, Tengnas 2002 Op. Cit.; Germosen-Robineau, L Farmacopea vegetal caribena. Ed. Universitaria TRAMIL, ENDA-Caribe, 1998; Lewis, W.H., Elwin-Lewis, M.P.F. Medical Botany: Plants affecting human health 2nd edition. Wiley and sons, London, 2003; Williamson, E.M. (Ed.) Major herbs of Ayurveda. Churchill Livingstone, London, 2002; Williamson, Yongping Bao, Chen, Bucheli  2004, Op. Cit.; Akerreta, S., Cavero, R.Y., Lopez, V., Calvo, M.I. “Analyzing factors that influence the folk use and phytonomy of 18 medicinal  plants in Navarra”. Journal of Ethnobiology and Ethnomedicine 2007, 3:16; Lans, C. “Comparison of plants used for skin and stomach problems in Trinidad and  Tobago with Asian ethnomedicine” Journal of Ethnobiology and Ethnomedicine 2007, 3:3; Tilahun Teklehaymanot, Mirutse Giday “Ethnobotanical study of Medicinal plants used by people in Zegie peninsula, Northwestern Ethiopia” Journal of Ethnobiology and Ethnomedicine 2007, 3:12; Bussmann, Sharon and Lopez 2007 Op. Cit.; John Warui Kiringe “A Survey of Traditional Health Remedies Used by the Maasai of Southern Kaijiado District, Kenya” Ethnobotany Research & Applications, 2006 4:061-073;
[2] Ali-Shtayeh et al., 2008
[3] Hadjichambis ACH, Paraskeva-Hadjichambi D, Della A, Giusti M, DE Pasquale C, Lenzarini C, Censorii E, Gonzales-Tejero MR, Sanchez- Rojas CP, Ramiro-Gutierrez J, Skoula M, Johnson CH, Sarpakia A, Hmomouchi M, Jorhi S, El-Demerdash M, El-Zayat M, Pioroni A: Wild and semi-domesticated food plant consumption in seven circum-Mediterranean areas. International Journal of Food Sciences and Nutrition; 2008, 59 (5):383-414
[4] Della, Paraskeva-Hadjichambi, & Hadjichambis, 2006
[5] Lentini & Venza, 2007
[6] Rivera & Obón, 1996
[7] Rivera et al. 2005, cited in Leonti, S Nebel, Rivera, & M Heinrich, 2006
[8] Leonti, S Nebel, Rivera, & M Heinrich, 2006
[9] Ali-Shtayeh et al., 2008; Hadjichambis ACH, Paraskeva-Hadjichambi D, Della A, Giusti M, DE Pasquale C, Lenzarini C, Censorii E, Gonzales-Tejero MR, Sanchez- Rojas CP, Ramiro-Gutierrez J, Skoula M, Johnson CH, Sarpakia A, Hmomouchi M, Jorhi S, El-Demerdash M, El-Zayat M, Pioroni A: Wild and semi-domesticated food plant consumption in seven circum-Mediterranean areas. International Journal of Food Sciences and Nutrition; 2008, 59 (5):383-414; Della, Paraskeva-Hadjichambi, & Hadjichambis, 2006; Lentini & Venza, 2007; Rivera & Obón, 1996; Rivera et al. 2005, cited in Leonti, S Nebel, Rivera, & M Heinrich, 2006
[10] (Liu, et al., 2009; Long, et al., 2009; Kala, 2005; Muthu, et al., 2006; Pradhan & Badola, 2008; Bussmann & Sharon, 2006; Volpato, et al., 2009; Luziatelli, et al., 2010; Lulekal, et al. 2008; Yineger, Yewhalaw, & Teketay, 2008; Teklehaymanot & Giday, 2007; Mesfin, Demissew, & Teklehaymanot, 2009; Bhattarai, Chaudhary, & Taylor, 2006)
[11] Mills, SY, Bone, K Principles and Practice of Phytotherapy: Modern Herbal Medicine. Churchill Livingstone, 2000; Scarpa A,  Guerci A Actes du 2e Colloque European d‘Ethnopharmacologie et de  la 1 le Conférence internationale d‘Ethnomédecine, Heidelberg. 1993, 30-33; Johns 1990 Op. Cit.

Tidbits: Vinca

Posted on by

Qualche breve nota su alcuni articoli sbirciati in rete:

Un articolo appena pubblicato su PNAS illustra i meccanismi di sintesi, secrezione, compartimentazione ed escrezione degli alcaloidi della Vinca (Catharanthus roseus), e descrive gli effetti che questi meccanismi hanno sulla facilità (o meno) di ottenere farmaci per il trattamento dei tumori. Infatti, mentre i farmaci derivano dall’accoppiamento dei due alcaloidi catarantina e vindolina, i percorsi metabolici ed i meccanismi di secrezioni nella pianta risultano in una compartimentazione stretta che impedisce l’accoppiamento delle due molecole nella pianta. Una di esse, la catarantina, che mostra attività antifungina ed insettorepellente, viene secreta infatti nella cera cuticolare della foglia (dove queste attività hanno più senso), mentre la vindolina è presente esclusivamente all’interno delle cellule della foglia.

The monoterpenoid indole alkaloids (MIAs) of Madagascar periwinkle (Catharanthus roseus) continue to be the most important source of natural drugs in chemotherapy treatments for a range of human cancers. These anticancer drugs are derived from the coupling of catharanthine and vindoline to yield powerful dimeric MIAs that prevent cell division. However the precise mechanisms for their assembly within plants remain obscure. Here we report that the complex development-, environment-, organ-, and cell-specific controls involved in expression of MIA pathways are coupled to secretory mechanisms that keep catharanthine and vindoline separated from each other in living plants. Although the entire production of catharanthine and vindoline occurs in young developing leaves, catharanthine accumulates in leaf wax exudates of leaves, whereas vindoline is found within leaf cells. The spatial separation of these two MIAs provides a biological explanation for the low levels of dimeric anticancer drugs found in the plant that result in their high cost of commercial production. The ability of catharanthine to inhibit the growth of fungal zoospores at physiological concentrations found on the leaf surface of Catharanthus leaves, as well as its insect toxicity, provide an additional biological role for its secretion. We anticipate that this discovery will trigger a broad search for plants that secrete alkaloids, the biological mechanisms involved in their secretion to the plant surface, and the ecological roles played by them.

Uomo e piante 5/dimoltialtri

Posted on by

Ed eccoci all’ultima puntata della sezione introduttiva della serie uomo/piante, dove cercherò di sintetizzare i dati principali relativi alla nascita dell’agricoltura, in quanto evento importante nell’articolazione del rapporto tra piante e uomo. Le puntate precedenti si trovano qui, qui, qui, e qui.

L’agricoltura
Gli antecedenti
Il passaggio da caccia-raccolta ad agricoltura, (la cosiddetta “rivoluzione neolitica“), non fu netto e puntuale, nè avvenne ovunque, nè si presentò con le stesse modalità. Fu lento, graduale, non lineare, avvenne indipendentemente in molti luoghi. Come nota Diamond, l’agricoltura non fu una scoperta o una invenzione, bensì una “evoluzione che prese il via come sottoprodotto di scelte spesso inconsce”. (30)

E’ ipotizzabile che le prime esperienze di coltivazione avvennero all’interno delle foreste pluviali, dove a causa della forte competizione per la luce la copertura forestale non permette la crescita del sottobosco. Solo la casuale caduta di alcuni alberi, creando delle radure naturali dove penetra il sole, permette la germinazione dei semi rimasti dormienti e la crescita di varie specie diverse.

I gruppi umani che abitavano la foresta, insediandosi nelle vicinanze di tali radure, ebbero l’opportunità di osservare la crescita di questi “giardini” spontanei.  In più, le deiezioni del gruppo arricchivano il terreno di composti azotati e di semi delle piante alimentari favorite dal gruppo stesso. In questo modo il gruppo avrebbe potuto osservare le fasi di crescita proprio delle piante alimentari a lui utili, e con il tempo avrebbe portato al costume di facilitare la crescita di tali piante  migliorando le condizioni, eliminando la competizione di altre piante, fino alla creazioni di radure artificiali mediante l’abbattimento di alberi di piccola taglia, ovvero avviandosi verso la coltivazione e la addomesticazione con la tecnica del debbio (anche addebbiatura, o taglia-e-brucia, dal termine inglese slash-and-burn: il taglio della vegetazione, il suo essiccamento e combustione per creare piccoli appezzamenti da coltivare a maggese).

Il passaggio dalla coltivazione pre-agricola (intesa come il complesso delle operazioni di semina o impianto, di cura e di raccolta delle piante selvatiche o addomesticate, con o senza aratura del terreno) all’agricoltura (intesa come la coltivazione di piante addomesticate con aratura sistematica del terreno), (31) avviene in maniera indipendente in vari siti, nell’arco di tempo che va da ca. 10.000 anni fa a 3.500 anni fa.

La nascita dell’agricoltura
Medio Oriente
In Medio Oriente l’evidenza archeobotanica sulla nascita dell’agricoltura si concentra nell’area intorno alle pianure fertili della Mesopotamia dal levante meridionale alle colline meridionali ai piedi dei Monti Zagros.

Secondo l’ipotesi ricevuta sulla nascita dell’agricoltura in Medio Oriente, basata soprattutto sui lavori di Hillman (incentrati sui ritrovamenti presso il sito di Tell Abu Hureyra, sulle rive dell’Eufrate in Siria), la coltivazione dei cereali iniziò in risposta ad un improvviso cambiamento climatico avvenuto tra 11.000 e 10.000 anni C14 fa (nel cosiddetto stadiale del Dryas recente). Il passaggio, sempre secondo questa ipotesi, avvenne in tempi relativamente brevi ed in maniera puntuale, e le cultivar sviluppate in questo periodo di tempo viaggiarono dalla loro zona di origine in tutta Europa insieme agli agricoltori migranti, ed insieme ai loro idiomi di tipo Indo-Europeo (secondo la cosiddetta Ipotesi Anatolica o Teoria della Discontinuità Neolitica di Renfrew). (32)

Secondo la teoria corrente, questo passaggio climatico, che portò a condizioni più fredde e secche, spinse verso il declino varie specie selvatiche meno adattate al clima arido, in primis le lenticchie [Lens spp. -- Fabaceae] ed altri legumi, in seguito le forme selvatiche del Triticum (il farro selvatico – Triticum dicoccoides (Korn. ex Asch. & Graebn.) Schweinf. e il piccolo farro selvatico – Triticum boeoticum Boiss., (33) di Secale spp., poi Stipa spp., Stipagrostis spp., Scirpus spp., e per ultime le specie più resistenti alla siccità, le Chenopodiaceae.

Lenticchie

Segale

Questo declino spinse probabilmente le popolazioni umane a coltivare alcune specie più produttive per sopravvivere al periodo di carestia. I frutti del farro selvatico erano abbastanza grossi da essere sfruttati per sopperire alla riduzione della vegetazione. Una successiva ibridazione del farro aumentò l’eterozigosi, causando la scompare in alcuni individui del rachide fragile che aiuta la disseminazione anemofila ma rende difficile la raccolta.

Un recente studio (34) mette però in dubbio sia la data di inizio dei primi “esperimenti” agricoli, che verrebbe anticipata di molto, sia i tempi brevi per la stabilizzazione delle cultivar (che avrebbero invece avuto bisogno di millenni per diventare stabili). La scoperta di più di 90.000 frammenti vegetali presso il sito archeologico di Ohalo II in Siria, risalenti a 23.000 anni fà, indicherebbe la raccolta di cereali selvatici 10.000 anni prima del periodo previsto dalla teoria corrente, e certamente prima del Dryas.

Inoltre, lo studio delle frequenze di individui con mutazione del rachide (la forma rigida che riduce la dispersione dei frutti) mostra che tra il momento della sua prima apparizione (9.250 anni fà) e la sua fissazione (ovvero con la stabilizzazione della mutazione nella popolazione, che diventa monofiletica) passarono ben 3.000 anni, quando già la dispersione dell’agricoltura era iniziata, in tempi quindi molto più lunghi di quelli previsti dalla teoria ricevuta. Per finire, il modello matematico proposto supporta una origine delle piante coltivate attraverso processi più complessi, di inter-ibridazione tra varie specie, e in vari tentativi di addomesticazione.

Quale che sia stato l’esatto momento e l’esatto meccanismo che permise la selezione di piante con caratteristiche genetiche particolari, la selezione di questa caratteristica favorevole per l’uomo rese possibile raccolti più ricchi in meno tempo e con meno perdite, capaci di sostenere popolazioni umane più dense. L’ibrido venne coltivato insieme al piccolo farro selvatico e all’orzo spontaneo [Hordeum spontaneum K. Koch o H. vulgare subsp. spontaneum (K.Koch) Thell.].

Orzo selvatico

A partire dal Neolitico preceramico A (PPNA – ca. 10.300 anni fa) il clima tornò più caldo e umido facilitando così l’espansione delle coltivazioni. Le tre specie di cereali summenzionate passarono, in un lungo processo di interazione con l’uomo, dallo stadio selvatico a quello di “coltivazione incipiente” e di “addomesticazione”, passano cioè attraverso la trasformazione genetica verso forme addomesticate grazie all’azione di popolazioni sempre più sedentarie, fino ad arrivare ad una vera e propria fase di agricoltura a livello di villaggio. Questo stadio viene anche definito come stadio della coltivazione incipiente e della addomesticazione, durante il quale iniziano quei processi di modificazione genetica delle piante che portano verso la addomesticazione, e dove le popolazioni passano da sostentamento grazie a raccolta semisedentaria all’agricoltura.

L’evidenza più ampia di uno stile di vita schiettamente agropastorale si ha però solo per il periodo PPNB (da 9 500 a 7 500 anni fa), detto anche stadio dell’agricoltura piena.
E’ a questo periodo che fanno riferimento le evidenze archeobotaniche sulla presenza di tutte le principali specie agricole: orzo [Hordeum vulgare tetrastico e distico], piccolo farro [T. monococcum, forma coltivata di T. boeoticum] e farro [T. dicoccum forma coltivata di T. dicoccoides], lenticchie [Lens culinaris Medik -- Fabaceae], piselli [Pisum sativum L.-- Fabaceae], ceci [Cicer arietinum L.-- Fabaceae], lino [Linum usitatissimum -- Linaceae] e Vicia ervilia (L.) Willd. [Fabaceae].

Alla fine del PPNB l’agricoltura viene praticata in tutto il Sud Est asiatico e si sposta ad Ovest verso Cipro, attraverso l’Anatolia verso l’Europa, a Sud Est verso l’Egitto e ad Est verso l’Asia Centrale e Meridionale.
Tra 7000 e 5000 anni fa le coltivazioni vengono portate nelle pianure aride tra il Tigri e l’Eufrate, dove inizia la coltivazione intensiva supportata dall’irrigazione, e la parallela nascita delle prime città e dei primi piccoli templi Sumeri. (35)

Asia
Non esistono dati archeobotanici di questo tipo, a questo livello di dettaglio, per l’Asia.

I dati permettono solo di dire che in Cina centro orientale, nell’area dello Huang-ho (Fiume Giallo) tra 8.000 e 6.000 anni fa, nel Primo Paleolitico, esistevano degli insediamenti umani che praticavano la coltivazione del riso e di due specie di miglio [Panicum miliaceum L. -- Poaceae; Setaria italica (L.) P. Beauv -- Poaceae] (più dubbia è invece la presenza di coltivazioni di soia [Glycine max (L.) Merr. -- Fabaceae]).

Riso

Miglio

Da quest’area il riso viaggiò con l’uomo verso Nord in Corea, dove era certamente coltivato 3200 anni fa, e forse verso ovest, in India settentrionale, anche se la presenza del cereale nel subcontinente 4500 anni fa potrebbe anche essere dovuta ad una addomesticazione indipendente.

Il viaggio del riso fu fermato dal clima equatoriale in Indonesia, da dove l’agricoltura si espande (verso ad esempio la Nuova Guinea) con un modello alternativo di agricoltura incipiente, basato su radici e tuberi come l’igname [Dioscorea alata L. e D. esculenta (Lour.) Burkill. -- Dioscoreaceae], e il taro [Colocasia esculenta (L.) Schott -- Araceae], piuttosto che su cereali (secondo alcuni autori le prime coltivazioni sono proprio state quelle di radici e tuberi nelle foreste tropicali).

Africa
Contrariamente a quanto solitamente ritenuto, è probabile che l’agricoltura si sia sviluppata in maniera indipendente anche nell’Africa tropicale nord, a sud del Sahara, seguendo in questo caso un modello “misto”: nei climi più secchi del Nord utilizzo e addomesticazione di cereali come il sorgo [Sorghum bicolor (L.) Moench.] e il miglio perla [Pennisetum glaucum -- (L.) R. Br.] insieme a legumi quali Vigna unguiculata (L.) Walp. (fagiolo dell’occhio), V. subterranea (L.) Verdc. (pisello di terra) e Macrotyloma geocarpum (Harms) Maréchal & Baudet, e all’albero del Karitè [Vitellaria paradoxa C. F. Gaertn. -- Sapotaceae]; nel Sud più umido radici e tuberi [Dioscorea spp.], riso africano [Oryza glaberrima Steud.] e olio da palma [Elaeis guineensis Jacq. -- Arecaceae].

Sorgo

Fagiolo dell’occhio

Comunque sia, in tutti questi siti si può parlare di modello agropastorale perché la coltivazione di cereali e legumi va sempre di pari passo all’allevamento di animali da carne e latte, come capre, pecore, ecc.

Le Americhe
Molto diversa è la situazione del continente Americano.
Anche qui abbiamo evidenza, per quanto scarsa e poco organica, della addomesticazione e coltivazione di piante, ma i dati archeologici indicano che non si arrivò se non molto tardi all’allevamento degli animali, per cui la dieta si basò per molto tempo quasi totalmente sulle specie vegetali coltivate o raccolte spontanee, con risultante deficit di proteine e grassi animali.

Vengono solitamente identificate tre aree principali di sviluppo: Mesoamerica (odierno Messico e Centro America), le Ande, e l’Amazzonia.

Mesoamerica
Le principali specie addomesticate in Mesoamerica furono il mais [Zea mays L. -- Poaceae], i fagioli [Phaseolus vulgaris L.; P. coccineus L.; P. acutifolius A. Gray-- Fabaceae], e le zucchine [Cucurbita pepo L.; C. mixta Pangalo-- Cucurbitaceae], ma vengono raccolti e consumati molti frutti, come l’avocado [Persea americana Mill. -- Lauraceae], la papaya [Carica papaya L. -- Caricaceae], la guava [Psidium guajava L. -- Myrtaceae], il sapote blanco [Casimiroa edulis La Llave & Lex. -- Rutaceae] e negro [Diospyros digyna Jacq. -- Ebenaceae], il peperoncino piccante [Capsicum spp. -- Solanaceae] e la ciruela [Spondias mombin L. -- Anacardiaceae].

Riguardo all’origine dell’agricoltura, i dati sono molto scarsi. Le evidenze archeologiche indicano che le foreste tropicali a stagione secca dei neotropici furono centri importanti di insediamento umano e coltivazione, coinvolgenti piccoli gruppi di coltivatori che si spostavano al cambiare delle stagioni

Con tutta probabilità la zucchina fu addomesticata ca. 10000 anni fa, ed uno studio recentissimo indicherebbe che il mais fu addomesticato ca. 8700 anni fà, a partire da una pianta selvatica denominata teosinte, nelle foreste tropicali dell’odierno Messico sudorientale, nella valle del Rìo Balsas, e che viaggiò con l’uomo fino a Panama ca. 7600 anni fà, fino ad essere coltivato nell’area settentrionale dell’America del Sud ca. 6000 anni fà. (36)

L’evidenza però suggerisce che le tre specie principali iniziarono ad essere coltivate insieme come sistema agronomico solo 3-4000 anni fa.

Teosinte

Ande
Le specie addomesticate sugli altopiani Andini erano due Chenopodiaceae [Chenopodium quinoa Willd. e Chenopodium pallidicaule Aellen.], i fagioli Lima [Phaseolus lunatus L.], la patata [Solanum tuberosum L. -- Solanaceae], delle zucchine locali [Cucurbita moschata Duchesne, e C. ficifolia Bouche] e due camelidi, lama [Lama glama] ed alpaca [Vicugna pacos], almeno 5000 anni fa. Ma le popolazioni non svilupparono mai il sistema agropastorale tipico della mezzaluna fertile.

Amazzonia
In Amazzonia le specie addomesticate furono, come nei tropici asiatici, radici e tuberi, in particolare la manioca o cassava [Manihot esculenta Crantz. -- Euphorbiaceae] e le arachidi [Arachis hypogaea L. -- Fabaceae]-

Il passaggio all’agricoltura non avvenne invece mai in molte altre aree a clima comparabile come la California, l’Australia sud-ovest, l’Africa meridionale). (37)

Le conseguenze
In quasi tutte le aree di passaggio all’agricoltura la fonte primaria di cibo si ritrova nella combinazione tra uno o più cereali e uno o più legumi, che supplementavano la dieta con olii e amminoacidi assenti nei cereali, come la lisina.

Il passaggio ha probabilmente risposto a pressioni ed esigenze di equilibri energetici, di convenienza e di previsione del futuro, è stata una risposta al declino delle risorse (ad esempio la riduzione nel numero dei grandi mammiferi), alla maggior disponibilità di specie addomesticabili rispetto a quelle spontanee a causa dei cambi climatici della fine del pleistocene in Medio Oriente, ed inoltre ai progressi delle tecniche di stoccaggio del cibo. (38)

Lo spostamento di sempre maggiori settori della popolazione verso l’agricoltura e l’allevamento, porta ad un aumento della sedentarietà ed anche ad un aumento della disponibilità di cibo dal punto di vista quantitativo, mentre dal punto di vista della scelta porta forse ad una riduzione della diversità alimentare. Certamente rende possibile la vita ordinata secondo  stratificazioni sociali in comunità stabili. (39)

L’aumento delle calorie consumate può aver portato ad una iniziale minor morbilità, ma anche ad un aumento della fertilità e della densità abitativa, con conseguente aumento dei rifiuti, concentrati in zone specifiche, delle latrine, e degli allevamenti, tre fattori favorevoli all’insorgere di nuove malattie e di nuovi vettori di malattie: ratti, mosche, zanzare, topi, zecche. (40)

Gli stessi animali allevati divennero con tempo nuovi vettori di malattie, i maiali portarono ad esempio all’infezione da Ascaris, ed i bovini alla tubercolosi. Le feci accumulate favorirono il propagarsi degli elminti, le acqua sporche alla febbre tifoide.
Inoltre le modificazioni dell’ambiente richieste dall’agricoltura facilitarono il diffondersi di altre malattie per via oro-fecale; le opere di irrigazione e l’utilizzo di tecniche tipiche dell’agricoltura mobile come il debbio nelle foreste favorirono malaria, schistosomiasi e febbre gialla in Egitto, Mesopotamia ed India.

Se il peggioramento della qualità dell’alimentazione (e quindi delle capacità di resistenza dell’organismo) è andata parallela all’aumento delle fonti di infezione, è probabile che in tempi non troppo lunghi si sarà osservata una selezione degli individui più deboli o sotto stress maggiore (quindi un aumento della mortalità infantile), e la costruzione dell’immunità nei soggetti sopravvissuti. Quindi, col tempo, si sarà giunti al punto di equilibrio tra ospite e patogeno, punto al quale la maggior parte degli ospiti sopravvive e passa l’infezione, rendendo possibile la sopravvivenza del patogeno.

Dal punto di vista della struttura sociale e della gestione della salute e della malattia, una società agricola, che prevede un modello produttivo molto più spinto per sostenere la crescita demografica, prevede anche una stratificazione ed una gerarchizzazione, dove alcuni membri del gruppo avranno più potere, più ricchezza e maggior capacità decisionale di altri; la divisione del lavoro avrà portato individui e famiglie a specializzarsi in alcuni campi del sapere, tra i quali per l’appunto la medicina.

E’ probabile che le nuove malattie derivanti dall’aumento della densità e dalla sedentarizzazione abbiano messo in crisi e screditato i vecchi modi di gestire le malattie, i vecchi rimedi, aprendo la possibilità di nuove concettualizzazioni, più sofisticate ed elaborate. Tutto ciò crea un contrasto tra sapere medico popolare (il sapere precedente, che permane come “prima linea” di soccorso per il malato) e il “nuovo” sapere medico, colto ed arcano. La cura è più concentrata sul paziente, gestita agli inizi dal gruppo dei pari o dalla famiglia, passando poi per figure intermedie fino al trattamento da parte degli specialisti. (41)

La stratificazione favorisce quindi un maggior pluralismo di forme di cura ed un maggior scetticismo.
L’aumento del carico di lavoro spinge probabilmente alla ricerca/offerta di rimedi tonici (fisici, psicologici, sessuali). I gruppi che avevano maggiori conoscenze di zone ad elevata biodiversità vegetale avevano probabilmente maggior conoscenza delle piante medicinali, ma questa non era una conoscenza fortemente iniziatica, visto che per tutti era possibile avere esperienza delle piante. E’ probabile che alcune conoscenze fossero più iniziatiche, in particolare quelle legate agli uomini, che, non dovendo lavorare i campi e rimanendo sempre nello stesso luogo, visitavano di più la foresta e passavano ai figli i segreti delle piante, mentre le donne conoscevano molto bene le piante della zona di passaggio dalla foresta al coltivato, e si passavano le conoscenze quando (come succede in molte società) passavano dal loro villaggio a quello dell’uomo che sposavano.

—————————————————————————————-
Note

30. Diamond, op.cit. p.78

31. Le due definizioni sono prese da: Harris DR (2005) “Origins and spread of Agricolture” in G. Price (ed.) The Cultural History of Plants. Routledge, New York pp.13-26

32. cfr. Hillman, G.C. (1996) “Late Pleistocene changes in wild plant-foods available to hunter-gatherers of the northern Fertile Crescent: Possible preludes to cereal cultivation”. In D.R. Harris (ed.) The Origins and Spread of Agriculture and Pastoralism in Eurasia, London: UCL Press and Washington, DC: Smithsonian Institution Press, ma cfr. anche il recente lavoro di Abbo S et al (2010) “Yield stability: an agronomic perspective on the origin of Near Eastern Agriculture”. Vegetation History and Archaeobotany; DOI 10.1007/ s00334-009-0233-7, dove si mette in dubbio l’importanza dei cambiamenti climatici per lo sviluppo dell’agricoltura. In effetti gli autori sostengono che, al contrario, è la stabilità climatica il fattore necessario per una agricoltura sostenibile e per l’introduzione di nuove coltivazioni. Recenti studi sul DNA mitocondriale sembrano dare un colpo molto serio alla teoria Anatolica, dato che sembra da questi dati che i primi contadini europei non siano legati strettamente ai cacciatori-raccoglitori, nè ai primi agricoltori medio orientali (Renfrew C. (2010) Archaeogenetics — towards a ‘New Synthesis’? Curr Biol 20: R162-R165)

33. Alcuni autori riclassificano i due farri in maniera differente, rispettivamente come Triticum turgidum subsp. dicoccoides (Korn. ex Asch. & Graebn.) Thell. e Triticum monococcum L. subsp. aegilopoides (Link) Thell.

34. Robin G. Allaby, Dorian Q. Fuller, Terence A. Brown (2008) “The genetic expectations of a protracted model for the origins of domesticated crops” PNAS, 105 (37): 13982–13986

35. Nel tardo periodo di Ubaid e di Uruk (IV millennio a.C.) i sumeri avevano quasi il monopolio del grano ma a causa di eccessi e di errori di irrigazione e della progressiva salinizzazione del terreno il grano crebbe sempre meno facilmente e la specie più tollerante del sale, l’orzo, arrivò a predominare.
Per queste ragioni nel 3000 a.C. si avviano vie di scambio tra le zone dell’altipiano iraniano e la Mesopotamia, e poi tra la Mesopotamia del Sud e Valle dell’Indo.

36. Piperno RD, Ranere AJ, Holst I, Iriarte J, and Dickau R (2009) “Starch grain and phytolith evidence for early ninth millennium B.P. maize from the Cenral Balsas River Valley, Mexico” PNAS 106 (13): 5019-5024

37. Johns 1990 op. cit.; Diamond 1997 op. cit.; Harris DR (2005) “Origins and spread of Agricolture” in G. Price (ed.) The Cultural History of Plants. Routledge, New York

38. Hillman, G.C. (2000) “The plant food economy of Abu Hureyra 1: the Epipalaeolithic”. In A.M.T. Moore, G.C. Hillman, and A.J. Legge (eds.) Village on the Euphrates: From Foraging to Farming at Abu Hureyra, New York: Oxford University Press, 327-399.  Hillman, G.C., Hedges, R., Moore, A., Colledge S., and Pettitt, P. (2001) “New evidence for late glacial cereal cultivation at Abu Hureyra on the Euphrates”. The Holocene 11, 383-393.

39. Diamond 1997 op. cit. Emboden WA Jr. (1995) “Art and artifact as ethnobotanical tools in the ancient near east with emphasis on psychoactive plants”. In R. E. Schultes, Siri Von Reis (ed.) Ethnobotany: Evolution of a discipline, New York: Chapman & Hall: pp. 93-107

40. cfr. Kiple 1993 op. cit. L’aumento delle calorie disponibili potrebbe aver portato ad un aumento della percentuale di adipe, che nelle donne, potrebbe avere portato ad un aumento della fertilità.

41. Kleinmann, A. Patients and healers in the context of culture.  Berkeley; University of California Press, 1980

Uomo e piante 2/dimoltialtri

Posted on by

Continua questa serie di post sul rapporto uomo e piante nella storia. Ci eravamo lasciati qui con la promessa di dare un’occhiata più da vicino all’evoluzione delle piante e dei loro metaboliti secondari, e poi all’evoluzione dell’uomo, come preambolo prima di mescolare il tutto nel calderone :-) .

Quindi eccoci qui a parlare de…

L’evoluzione delle piante – una breve descrizione
La vita ebbe inizio nelle acque. E fu vita autotrofa, pacifica, a bassa diversità. La nascita dei primi predatori fu la causa iniziale di una esplosione evolutiva che ci ha portato ai giorni nostri.

L’azione predatoria fece da stimolo ad una diversificazione degli autotrofi verso nuove nicchie ecologiche, nuovi modi di vivere negli oceani e nuove strategie per sfuggire ad una minaccia nuova. Questa diversificazione, accompagnata da una diversificazione parallela nei predatori, portò in tempi geologicamente brevi alla saturazione delle nicchie oceaniche, e quindi al tentativo di conquistare un habitat fino ad allora vergine, le terre emerse.

Ma questa conquista richiedeva modificazioni qualitativamente molto diverse rispetto a quelle precedenti: bisognava in qualche modo rendersi autonomi dall’acqua, e l’evoluzione successiva è tutta percorsa da questo tema, l’interiorizzazione dell’oceano. Ma perché questa storia potesse avere inizio erano necessarie certe condizioni di partenza, senza le quali la vita come la conosciamo non sarebbe stata in grado di conquistare i nuovi territori; esse erano: la presenza di stabili ambienti costieri, la formazione del suolo e lo sviluppo di condizioni climatiche ed atmosferiche adatte.

Colonizzazione
Le condizioni per la colonizzazione delle terre emerse da parte delle piante si presentarono nel tardo Ordoviciano, circa 458-443 milioni di anni fa. Ma le prime evidenze fossili del fatto che le piante acquatiche avessero effettivamente sviluppato delle caratteristiche compatibili con un ambiente non acquoso si situano nel primo Siluriano (ca. 470-430 milioni di anni fa). Nei fossili di questo periodo si riscontrano misure per la protezione dal disseccamento, le prime cellule specializzate per il trasporto di acqua e nutrienti, le prime strutture di supporto meccanico e modalità riproduttive che non dipendono principalmente da acqua esterna.

Le inferenze da dati scarsi sono sempre rischiose, ma sembra possibile dire che nel tardo Siluriano – primo Devoniano (ca. 430-400 Ma) dalle alghe verdi emersero le prime piante terrestri, che comprendevano piante non-vascolari (le Briofite), piante vascolari (Tracheofite) e piante con caratteristiche miste. Probabilmente le primissime piante terrestri a comparire furono quelle non vascolari, in particolare le Epatiche, seguite dai muschi, forse i più vicini, evolutivamente, alle piante vascolari.(1)

Ma torniamo alla nostra storia di colonizzazione.

Intorno al primo Devoniano (ca. 408 milioni di anni fa) avviene il primo passaggio evolutivo rivoluzionario: compaiono le prime piante vascolari, ed intorno ai 400 milioni di anni fa compaiono le Eutracheofite, il gruppo tassonomico che comprende quasi il 99% delle piante moderne. Quindi possiamo dire che molte delle caratteristiche della nostra flora si stabilirono 400 milioni di anni addietro.

Queste prime piante terrestri erano felci, licopodi e code cavalline, piccole erbacee alte al massimo un metro, che nel giro di circa 100 milioni di anni avrebbero formato completi ecosistemi forestali con alberi alti fino a 35 metri e simili alle nostre foreste attuali anche se, a vederle ora, queste foreste primordiali ci apparirebbero forse aliene.

Questa profonda e rapida trasformazione non fu dovuta soltanto a modificazioni adattive delle piante rispondenti a fattori biotici, ma anche a grandissimi cambiamenti climatici e tettonici, che compresero lo spostamento del polo Sud, tre glaciazioni e una forte riduzione dell’anidride carbonica dell’atmosfera.

Le piante svilupparono meccanismi sempre più complessi, “inventarono” radici, cortecce, foglie, legno e una vascolatura più efficiente: fino alla comparsa, circa 380 milioni di anni fa, delle prime forme arboree; e già intorno al primo Carbonifero, 350 milioni di anni fa, esistevano foreste di equiseti, licopodi, felci e pro-gimnosperme.

Ma la vera rivoluzione era ancora da venire. Tra i 290 e i 249 milioni di anni fa (Permiano), in corrispondenza di un cambiamento climatico caratterizzato da un graduale e continuo riscaldamento ed inaridimento, ed in seguito alla formazione del supercontinente Pangea (ca. 300 milioni di anni fa), emergono e si diffondono le prime piante a seme (Spermatofite), che sono piante a seme nudo (Gimnosperme). Il nuovo gruppo di piante comprende le Cycadi, le Ginkgoaceae, le Bennetite e le Pteridofite. Il seme fu una rivoluzione radicale rispetto al metodo a spore adottato da tutte le piante fino a quel momento.

Le spore, per potersi incontrare e fondersi fino a formare un nuovo individuo, avevano bisogno di essere rilasciate in un ambiente fortemente acquoso, dove potessero sopravvivere senza disidratarsi e nuotare l’una verso l’altra per potersi incontrare.

Il seme sciolse questa dipendenza. Infatti le “spore” (polline e ovuli) non vengono più rilasciate nell’ambiente: l’ovulo rimane fisso ed il polline, disperso dal vento, lo raggiunge e lo feconda. Dopo la fecondazione, inizia subito a svilupparsi il nuovo individuo, ma lo sviluppo si ferma subito e la protopiantina (l’embrione) rimane racchiusa in un ambiente ricco di acqua e nutrienti e protetta da una capsula a tempo, solida e e pronta ad aprirsi solo quando incontra le condizioni ambientali adatte: il seme.

E’ chiaro che la pianta a seme è avvantaggiata: può colonizzare ambienti nuovi, aridi, o sopravvivere nelle mutate condizioni ambientali che hanno ridotto l’ambiente tropicale (fino ad allora quasi universale sulla terra) a ridotte fasce. Inoltre arriva sul terreno in vantaggio sulle spore: la piantina è già formata, attende solo le condizioni giuste, e parte quindi in posizione di vantaggio.

Non sorprende, quindi, che, dopo la comparsa delle Conifere nel periodo subito successivo (Triassico ca. 248-206 milioni di anni fa), entro la prima parte del Giurassico (206-180 milioni di anni fa) la vegetazione globale sia ormai dominata da piante a seme ed inizi, almeno in parte, ad assomigliare alla copertura forestale attuale.

La terza grande rivoluzione (dopo le piante vascolari e le piante a seme) è quella delle piante a fiore (o piante a seme nascosto – Angiosperme), che avviene 140 milioni di anni fa, molto tardi dal punto di vista evolutivo (300 milioni di anni dopo le Tracheofite e 220 milioni di anni dopo le Spermatofite), probabilmente a partire dalle Bennettitales e/o Gnetales. La comparsa tardiva è però seguita da una rapida diversificazione a partire da 100 milioni di anni fa, diversificazione che in tempi relativamente brevi (nel Terziario tardo, ca. 65 milioni di anni fa) porta ad una dominanza globale delle Angiosperme.

Il gruppo si diversifica rapidamente sia dal punto di vista dei meccanismi riproduttivi che della morfologia: compaiono prima le dicotiledoni erbaceo-arbustive e di seguito le monocotiledoni e le strutture floreali passano da semplici fiori a simmetria radiale con molte componenti a fiori sempre più asimmetrici, con fusione di parti, fino al raggruppamento di singoli fiori in infiorescenze (come nelle Asteraceae).

L’esplosione dei metaboliti secondari – difesa e riproduzione
L’avvento delle Angiosperme porta ad un’altra rivoluzione che ci interessa molto da vicino. L’esplosione di diversità portata da questo nuovo gruppo non è limitata alle forme o alle modalità di riproduzione. Essa si esplicita anche nella produzione di una panoplia di composti chimici di difesa o di comunicazione. Le piante, come organismi sessili, non possono sfruttare le strategie di attacco e difesa dinamiche proprie degli animali: fuggire o attaccare il nemico. Esse hanno da subito dovuto utilizzare delle difese di tipo statico, per dissuadere i predatori dal mangiarle.

Le prime piante emerse usarono difese di tipo meccanico, sfruttando i meccanismi già esistenti per la costruzione delle strutture di supporto e di trasporto; usarono quindi lignina e altre sostanze per rendersi coriacee e difficili da digerire, spine, ecc.

Ma ben presto il fenomeno della coevoluzione, ovvero la rincorsa di risposte e controrisposte palleggiate tra piante e predatori le costrinse ad adottare difese più sofisticate, ovvero a sintetizzare delle tossine che in virtù della loro azione (dalla repellenza alla velenosità) dovevano in teoria servire per allontanare l’erbivoro, per ucciderlo o per fargli ricordare che era meglio non mangiare quella pianta!

Le prime briofite e gimnosperme iniziarono sviluppando tannini condensati, glicosidi cianogenici, ormoni giovanili ed ecdisoni, ma sono appunto le Angiosperme che arrivano alla più grande diversificazione produttiva, anche in risposta all’escalation messa in atto dai predatori che si adattavano alle nuove molecole (Tabella 1).

Circa 60 milioni di anni fa, con le prime angiosperme legnose, vediamo la proliferazione di metaboliti derivati da un percorso metabolico nato per la produzione di metaboliti primari come gli aminoacidi, il percorso dell’acido shikimico: quindi i primi alcaloidi (classe regina dei metaboliti bioattivi, che tanto ha segnato la storia della farmacia) e gli oli essenziali caratterizzati da fenoli e derivati; i derivati del percorso dell’acetato o misti, come isoflavoni, saponine, glicosidi cardiaci; e isotiocianati, glicosidi cianogenici. Il passaggio alle erbacee portò ad uno spostamento dal percorso dell’acido shichimico a quello dell’acido mevalonico, più duttile e con maggiori potenzialità di diversificazione. Gli oli essenziali si arricchirono in composti terpenici, meno tossici per la pianta, nacquero i lattoni mono e sesquiterpenici, gli alcaloidi steroidei, i flavonoli.

Tabella 1

Taxa

Metaboliti secondari
Gimnosperme/ Briofite Tannini condensati e glicosidi cianogenici, ormoni giovanili ed ecdisoni
Angiosperme

legnose

 Alcaloidi isochinolinici ed ellagitannini
Amminoacidi non proteici, isoflavoni, glicosidi cianogenici
Saponine e isotiocianati
Glicosidi cardiaci
Angiosperme erbaceae Lattoni monoterpenici e alcaloidi steroidei
Lattoni sesquiterpenici, flavonoli e alcaloidi pirrolizidinici

Seguendo l’asse evolutivo felci-gimnosperme-angiosperme legnose-angiosperme erbacee si notano, in accordo con la teoria coevolutiva, l’aumento e la diversificazione dei deterrenti, la crescente complessità delle strutture chimiche e, di converso l’adattamento a queste strutture dei predatori più importanti: gli insetti. In effetti è avvenuto che tutte le molecole di difesa conosciute (ad esclusione dei tannini condensati) siano state utilizzate a proprio vantaggio da almeno una specie di insetto.

Uno schema molto importante per descrivere questo tipo di adattamento degli insetti alle tossine è quello dei “tre livelli trofici”. I tre livelli trofici sono quello della pianta che produce la tossina, quello dell’insetto che si adatta e gestisce la tossina (usandola a proprio beneficio), e quello dei parassiti dell’insetto sui quali agisce la tossina (uccidendoli o inibendoli) (Tabella 2).

Tabella 2

Specie vegetale Metabolita e tossicità Specie animale
Asclepiadaceae Glucosidi cardiottivi        (calotropina, pirazina) Farfalla monarca (Danaus plexippus)
Senecio spp.(S.      jacobea e S.     vulgaris) A. pirrolizidinici        (retronecina) Arctia caja e Tyria jacobea
Aristolochia sp. Acido aristolochico Battus archidanus
Cucurbita sp. Cucurbitacina D Diabrotoca balteata
Lotus cornicolatus Gl. cianogenici (linamarina) Zygaena trifolii
Brassica oleracea Glucosinolarti (sinigrina) Pieris brassicae
Plantago lanceolata Iridoidi (aucubina) Euphydryas cynthia
Zamia floridina Cicasina Eumaeus atala
Salix sp. Salicina Chrysomela aenicollis
Cytisus scoparius Alc. chinolizidinici Aphis cytisorum
Omphalea Alc. poliidrossilici Urania fulgens

Secondo questa logica, le specie vegetali evolutivamente più avanzate dovrebbero essere più facilitate delle altre nella lotta contro i predatori. In effetti, nelle ombrellifere (Apiaceae) troviamo che, ordinando le molecole di difesa secondo l’asse temporale-evolutivo, esse si distribuiscono anche secondo l’asse di tossicità e di complessità strutturale: prima le idrossicumarine, poi le furocumarine lineari, e quindi le furocumarine angolari. E in effetti le specie contenenti quest’ultimo tipo di molecola si possono difendere da un numero più elevato di predatori.

Possiamo schematizzare l’andamento dei rapporto tra pianta e predatore in questo modo:

Tabella 3: schema coevolutivo pianta-predatore

Sequenza Pianta Animale
1 Sintesi ed accumulo

tossina 1

 Evitato da tutte le specie
2 Sintesi continuata Adattamento di poche specie.
3 Sopravvivenza con

predazione limitata

 Tossina 1 diventa attraente per le specie adattate
4 Sopravvivenza con

predazione limitata

 Aumentano le specie adattate, aumenta la pressione degli erbivori sulle piante
5 Sintesi ed accumulo

tossina 2

 Evitato da tutte le specie
6 Sintesi contemporanea

tossina 1 e 2

 Adattamento di poche specie, evitata da molte specie

—————————————————————-

Note
1. Willis KJ, McElwain The evolution of plants. Oxford, Oxford University Press, 2000

Uomo e piante 1/dimoltialtri

Posted on by

Uomo e piante

Devo soccombere alla realtà dei fatti, la sintesi non è nelle mie carte, e i post brevi ed illuminanti nemmeno :-) .

Cerco di allora di illudermi con la sistematicità, ma  tendo a soccombere alla tendenza al dettaglio. Ecco quindi che mi ci è voluto un po’ per capire che dovevo pur iniziare a buttare fuori questi post dedicati al rapporto tra uomo e piante, anche se non tutti i link sono a posto ecc.

Spero nella benevolenza di chi leggerà, ed anche nelle loro indicazioni e suggerimenti per il miglioramento di quella che nelle intenzioni sarebbe una lunga serie di post.

Questo è anche un modo per trovare il tempo per rivedere le monografie di Infoerbe a poco a poco, con la scusa di linkarle qui.

Un dato incontrovertibile, ma velato dal tempo trascorso e dalla consuetudine, che serve ad inquadrare la discussione che seguirà, è l’esistenza di una relazione speciale che lega le piante all’uomo dagli albori della cultura umana e da prima ancora. Pochi sono gli aspetti della vita dell’uomo nei quali le piante non abbiano giocato in qualche epoca un ruolo importante, addirittura determinante. Allo stesso tempo le piante, in una sorta di viaggio coevolutivo, sono cambiate con l’uomo, sino a diventare in parte dei costrutti culturali.

Le piante forniscono materiale per costruire edifici, templi, vascelli; resine per impermeabilizzare i vascelli, da bruciare nei templi per onorare gli dei, da mescolare al cibo. Dalle piante si modellano strumenti, oggetti sacri ed artistici, fibre per costruire corde, tessuti da indossare e pigmenti per colorarli e per dipingere la storia dell’uomo. Le piante hanno fornito i primi inebrianti usati nei riti magico-religiosi ed i primi veleni usati nella caccia o nelle ordalie, ed entrano nei miti come “oggetti spirituali”, portatori di relazioni simboliche dell’uomo con il mondo naturale e supernaturale. Alcune piante hanno determinato il corso della storia economica e culturale fino a tempi molto recenti, come nel caso delle spezie e delle vie commerciali che furono aperte per assicurarsi il loro monopolio. (1)

Le piante, per finire, (come verrà ampiamente esposto più avanti) sono state per la maggior parte della storia umana la principale fonte di nutrimento, e la fonte più importante di farmaci in tutte le tradizioni mediche antiche ed in certa misura anche nella medicina moderna.

Per citare alcuni esempi a questo riguardo, nella più antica farmacopea occidentale che ci sia arrivata nella sua interezza, il Περὶ ὕληϛ ἰατρικῆϛ (De Materia Medica) di Pedanio Dioscoride (scritto ca. 50-68 d. C.), l’autore elenca circa 725 rimedi, dei quali più di 600 sono di origine vegetale (82-83%), 35 di origine animale (4.7-4.8%) e 90 sono minerali (12.2-12.4%);(2) nella Naturalis Historia (Storia Naturale) di Plinio il Vecchio, compilato nello stesso periodo o poco dopo, su 1693 sostanze medicamentose menzionate, 1391 (82%) sono sostanze di origine vegetale (delle quali 119 spezie o piante aromatiche), 218 (13%) sono sostanze animali e 84 (5%) sono dei minerali.(3)

Nella farmacopea cinese antica le percentuali sono simili: nello Shennong bencao jing (ca. 100 d. C.) su 365 droghe 246 (68%) sono di origine vegetale (i minerali costituiscono lo 11.5% e gli animali il 18.3%); nella raccolta del 659 d.C., il Hsin hsiu pent’sao, la percentuale di rimedi vegetali è del 64% e nel Takuan pent’sao (del 1108 d.C.) del 67.7%.

Nel Caraka Samhita, uno dei due testi più antichi della tradizione medica ayurvedica, si citano 582 rimedi, dei quali 341 (ca. 60%) di origine vegetale.(4)

Per quanto riguarda la farmacopea moderna, secondo Guerci e Lugli: “in un laboratorio farmaceutico medio oltre il 60% dei farmaci provengono, direttamente o indirettamente, dalle piante” e “un quarto delle prescrizioni rilasciate negli stati uniti d’America contiene principi attivi estratti da piante” (per una descrizione più dettagliata ed esaustiva del rapporto tra farmaci prodotti e farmaci legati in maniera più o meno diretta al mondo vegetale vedi il post di Meristemi).(5)

Alcuni di questi farmaci sono tra i più conosciuti ed utilizzati: morfina dal papavero da oppio [Papaver somniferum L. -- Papaveraceae], chinino da Cinchona spp. [Rubiaceae], aspirina dalla corteccia di salice [Salix spp. -- Salicaceae] e dalla regina dei prati [Filipendula ulmaria (L.) Maxim. -- Rosaceae], digossina dalla digitale [Digitalis purpurea L. -- Scrophulariaceae], taxolo dal tasso [Taxus brevifolia Nutt. -- Taxaceae], vinblastina da Vinca [Catharanthus roseus (L.) G.Don f. -- Apocinaceae].

Cibo, farmaco, uomo
Nelle società industrializzate la percezione comune individua i farmaci sia dalla loro forma (pillole o compresse, composti chimici assunti a dosi molto ridotte, nell’ordine dei micro/milligrammi), sia dalla loro funzione (hanno attività farmacologica spiccata, riducono o eliminano sintomi, curano malattie), mentre i cibi sono sostanze consumate solitamente in quantità molto maggiori e che normalmente non esercitano attività farmacologica ai dosaggi tipici dei farmaci, e neppure a quelli alimentari.

In pratica, però, nonostante l’apparenza, la distinzione tra ciò che è farmaco e ciò che è alimento non è così netta, anzi offre molti spazi di sovrapposizione, e le definizioni sono spesso normative e culturali oltre che oggettive. Le piante in particolare possono offrirci vari esempi

Le piante possono infatti essere usate sia come medicina sia come cibo, ed è difficile tracciare una separazione netta tra queste due aree: il cibo può essere medicina e viceversa. Le risorse vegetali nelle società tradizionali, in particolare le verdure selvatiche, sono spesso utilizzate contemporaneamente in diversi contesti come cibo e come medicina. La raccolta o la coltivazione, la preparazione ed il consumo di tali specie sono radicate nelle percezioni emiche (NdT: riferite al punto di vista, alle credenze, ai valori dell’attore sociale ottica) degli ambienti naturali associati alle risorse disponibili, alla cucina e alla pratica medica locale, all’apprezzamento del gusto e tradizioni culturali.(6)

Un esempio classico di questa ambiguità sono le spezie, che costituiscono un gruppo di piante anche oggi utilizzato a scopo alimentare, sempre in quantità molto ridotte; esse sono state tra le prime piante non strettamente alimentari ad essere coltivate (come ad esempio zenzero [Zingiber officinale Willd. Roscoe -- Zingiberaceae] e canna da zucchero [Saccharum officinarum L. -- Poaceae ], tra le prime cultivar conosciute) e tra le prime ad essere riconosciute dall’uomo come medicinali (dato suffragato dalle moderne ricerche farmacologiche – antisettica, digestiva, antispasmodica ed altre estremamente interessanti).

Tra le spezie meritano una menzione particolare due piante, l’aglio [Allium sativum L. -- Alliaceae] e la curcuma [Curcuma longa L.-- Zigiberaceae], perché sono due piante che nei loro rispettivi contesti geografici sono piante alimentari comunissime ed allo stesso tempo con una decisa attività di prevenzione e di trattamento delle malattie.(7)

Il caffè [Coffea arabica L.-- Rubiaceae]ed il tè [Camellia sinensis (L.) Kuntze -- Theaceae] sono due altri esempi tipici di piante con riconosciuta e potente attività farmacologica a dosi relativamente ridotte e che, nonostante ciò, sono, per ragioni di consuetudine e storiche, considerate degli alimenti. Questa difficoltà a distinguere tra i due campi è resa ancora maggiore (o forse è resa più esplicita (8)) dallo sviluppo della zona chiaroscurale che comprende i supplementi alimentari a scopo salutistico, i nutraceutici, gli alimenti funzionali, i cibi tossici o medicinali. (9)

Se passiamo dalle società industrializzate a realtà tribali o di comunità più ridotte e agricolo-pastorali, questa sovrapposizione tra cibo e farmaco non solo è presente, ma è comunemente accettata. Alcuni dei casi più studiati (in particolare da Timothy Johns e collaboratori) sono quelli dei Maasai, dei Batemi e di altre tribù dell’Africa Orientale, che mescolano radici e cortecce ad azione terapeutica alle zuppe a base di carne, ed dei Luo ed altre tribù di Kenya e Tanzania che usano nei pasti, in specifiche celebrazioni annuali, vegetali a foglia larga con attività farmacologia spiccata, molto amare e/o piccanti.

Questo comportamento è stato proposto come spiegazione del cosiddetto paradosso Maasai. Questo gruppo ottiene il 66% delle calorie da lipidi (pasti composti principalmente da latte e sangue), senza mostrare però la costellazione di disordini cardiovascolari che nei paesi europei e nordamericani è associata a diete ad alto tenore di grassi; nelle circa 25 piante usate nelle zuppe è stata riscontrata una elevata percentuale di  saponine, molecole in grado di legarsi al colesterolo ed ai grassi saturi alimentari e quindi potenzialmente in grado di ridurre il rischio (anche se è probabile che la differenza sia dovuta anche a fondamentali differenze di stili di vita tra società industrializzate e società pastorali). Le stesse piante usate come additivi alimentari mostrano attività antivirale contro il morbillo.(10)

In alcuni casi le piante sono un “cibo” ed una “medicina” con forte valenza simbolica: valga per tutti l’esempio del peyote [Lophophora williamsii (Salm-Dyck) J. Coulter -- Cactaceae], dio, sacramento, cibo sacro, medicina.(11)

La differenza tra alimento e farmaco può risiedere non nella “natura” del materiale, ma nella modalità di scelta o nell’orizzonte culturale nel quale la scelta viene effettuata. Comunità che condividono caratteristiche simili dal punto di vista socio-economico e geografico, ma culturalmente e/o etnicamente distinte, possono utilizzare la biodiversità vegetale in maniera diversa, usando categorie diverse per determinare  l’interfaccia tra cibo e medicina.(12)

ll sapore, l’apparenza, la consistenza, l’odore, il nutrimento che possono apportare, sono tutti stimoli sensoriali e categorie che determinano la scelta di una pianta come alimento o come medicina, ma nell’equazione entrano anche altri fattori. Alcune piante medicinali, ad esempio, vengono selezionate a seconda della stagione a causa di problemi di disponibilità, quindi in certi periodi dell’anno si sovrapporranno alle piante mangerecce, soprattutto in corrispondenza di malattie stagionali come le malattie da raffreddamento, la malaria, i parassiti, i problemi digestivi. Altre volte, le piante spontanee usate come medicina diventano cibi d’emergenza in momenti di carestia, e sono sovente delle antiche cultivar (sempre più spesso dimenticate anche da quelle popolazioni che si avvantaggerebbero di più dal loro sfruttamento).(13)

Il fatto, poi, che la maggior parte delle piante usate a scopo medicinale non siano piante selvatiche che si incontrano nel profondo della foresta, bensì infestanti, ovvero quelle piante che si situano nel continuum tra selvatico e coltivato, sottolinea  la natura relazionale della polarità alimento-farmaco. La pianta è attiva farmacologicamente in virtù di sue proprietà biologiche, ma viene “costruita” come medicina nella sua relazione con l’attività e la cultura umana, visto che proprio le piante nate “intorno” all’attività agricola dell’uomo senza farne del tutto parte sono diventate il suo strumento medicinale principale. (14)

In sistemi medici colti come la medicina cinese o quella indiana, la sovrapposizione tra cibo e medicina è stata addirittura formalizzata all’interno del costrutto teorico medico. Nel Shennong pent’sao jing, quello che potrebbe essere vista come la prima raccolta sistematica della farmacopea cinese, risalente al primo secolo d.C., i farmaci vengono divisi in tre categorie, dette di grado superiore, medio ed inferiore. Tutte le droghe di livello superiore (chiamate anche rimedi imperatore) appartengono al campo dei cibi-farmaco, rimedi igienisti macrobiotici che “alleggeriscono il corpo”, “estendono gli anni di vita” ed “eliminano la vecchiaia”, dai quali non ci si aspetta una efficacia terapeutica diretta, e la cui somministrazione a lungo termine era considerata sicura, senza pericolo: ginseng [Panax ginseng C. Meyer. -- Araliaceae], liquirizia [Glycyrrhiza glabra L. --  Fabaceae], Angelica sinensis [Apiaceae], piantaggine [Plantago spp. -- Plantaginaceae] ecc.(15)

Simile classificazione è presente anche nella farmacopea ayurvedica, dove le piante considerate più importanti, i rimedi Rasayana, si usano per nutrire e rinforzare il “tessuto primordiale” o rasa , per ritardare l’invecchiamento, promuovere l’energia vitale e migliorare le capacità cognitive. Anche in questo caso si tratta di piante quasi alimentari, il cui consumo è possibile in grandi quantità e per lungo tempo, e la cui azione è simile ad un nutrimento terapeutico, mentre le piante più attive nel senso moderno e farmacologico del termine sono anche quelle meno importanti [Withania somnifera (L.) Dunal. -- Solanaceae; Ocimum sanctum L. -- Lamiaceae, Phyllanthus emblica L. -- Euphorbiaceae, Asparagus racemosus Willd. -- Asparagaceae (o Liliaceae)].(16)

Se poi analizziamo dal punto di vista chimico le piante usate come medicine e quelle di uso alimentare scopriamo che i medesimi composti chimici ad attività farmacologica (alcaloidi, composti amari, flavonoidi, glicosidi, in particolare cianogenici, saponine, acidi organici) sono presenti nelle due categorie, anche se in concentrazioni molto differenti.

Conclusioni
Da quanto detto discende che l’uomo ha sempre inserito nella sua dieta composti farmacologicamente attivi presenti nelle piante di cui si nutriva, anche se probabilmente con maggior frequenza nelle epoche antiche rispetto ad oggi.

Ma come è successo che le piante siano diventate un elemento così importante per gli esseri umani? Ed in particolare, perché esse sono così importanti per la medicina?
Una prima risposta generica a questi quesiti viene dalla considerazione della quantità e diversità di vita vegetale sul globo: grazie alla loro natura autotrofa, le piante superano di una magnitudo di fattore dieci tutta la biomassa di origine animale sul globo; possiedono una capacità ineguagliabile di sintetizzare ex novo composti chimici, poiché, a differenza degli animali, non possono muoversi, e per difendersi dai predatori devono sintetizzare ed utilizzare speciali composti di difesa.

L’approccio coevolutivo spiega la nascita della “pianta medicinale”, il momento aurorale della medicina, come una relazione tra uomo, pianta e patogeni, che nei milioni di anni avrebbe permesso all’uomo di adattarsi ai composti di difesa, di imparare a renderli meno tossici ed infine di utilizzarli a proprio beneficio.

Naturalmente il dato biologico adattivo può spiegare un inizio, può giustificare un ventaglio molto limitato di attività delle piante sull’uomo. Non è possibile farvi risalire direttamente le elaborazioni culturalmente mediate della medicina.(17)

Un corollario di questa tesi è che:

una delle chiavi per comprendere come questo processo sia iniziato sta nel riconoscere l’importanza del sapere tradizionale sulle piante presente in ogni cultura, e nell’identificazione degli elementi culturali e biologici del processo dinamico attraverso il quale questo sapere viene ottenuto e mantenuto in una comunità.(18)

Sarà quindi necessario valutare il ruolo giocato dalle piante all’interno delle diverse culture e dei diversi contesti storici e simbolici, e cercare uno schema che ci permetta di collegare tra di loro questi dati, per chiarire quanto essi siano generalizzabili; per chiarire cioè quanto i parallelismi di utilizzo in diverse aree geografiche dipendano dal passaggio di informazioni tra una area e l’altra  (e non siano quindi trattabili come indipendenti), e quanto invece siano indipendenti e quindi si rinforzino a vicenda.

A loro volta questo collegamenti potranno essere messi in relazione con ciò che sappiamo sulle relazioni evolutive tra uomo e piante, ed anche con ciò che sappiamo in termini di chimica delle piante, ad esempio che esistono dei cluster di attività intorno a determinati composti o gruppi chimici, e che determinati gruppi chimici mostrano la tendenza a segregarsi secondo divisioni tassonomiche.

Questi dati presi assieme e usati, per così dire, per effettuare una triangolazione, potrebbero gettare più luce sulle basi biologiche ed evolutive dell’uso delle piante come medicine da parte dell’uomo.

Prima di tentare questa analisi/descrizione è però necessario fare un passo indietro, esplorare i presupposti biologici di queste relazioni, andare a trovarne i semi nella preistoria della nostra specie o addirittura del nostro genere. Per fare questo esamineremo brevemente quali siano stati i passaggi più importanti nel mondo vegetale dalle sue prime esplorazioni delle terre emerse fino ai nostri tempi, per capire come l’evoluzione delle strategie di sopravvivenza delle piante abbia potuto poi intercalarsi con la nostra. A partire da questi dati sarà poi più semplice esaminare l’evoluzione dell’uomo, della sua dieta e della sua trasformazione nei millenni in pratica terapeutica.

————————————————————————————
Note

1. Lewington A. Plants for People. London, The Natural History Museum, 1990. Heiser, C.B.m, Jr. Of plants and people. Norman OK, University of Oklahoma Press, 1985. Balick, M.J., Cox, PA Plants, people, and culture: The science of ethnobotany. Scientific American Library, 1996

2. Pedacii Dioscoridis de materia medica libri sex interpetre Petro Andrea Matthiolo cum eiusdem commentariis. Venezia, 1544. Collins M.  Medieval herbals: The illustrative tradition. The British Library and University of Toronto Press, 2000

3. Nei libri dal XX al XXXII. In Fabre,  La pharmacopée romaine dans l’oeuvre de Pline l’ancien. Tesi di dottorato presentata alla Sorbona (Paris IV), aprile 1998

4. Il secondo è il Susruta Samhita; di entrambi è incerto il periodo di composizione, anche se la loro presenza è certa nel primo secolo d.C., e è possibile risalgano al quarto secolo a.C. – Wujastyk, D. Indian Medicine in Bynum W.F. e Porter R. Companion encyclopedia of the history of medicine. 2 vols. London, Routledge, 1993, pp.755; cfr. Priyadaranjan Ray e Hirendra Nath Gupta Caraka Samhita (a Scientific synopsis), New Delhi, National Institute of Sciences of India, 1965, Tabelle 1-3

5. Guerci A., Lugli A. Piante medicinali del mondo, patrimonio dell’umanità: Una visione tra etnobotanica, tradizione e scienza. Planta Medica Edizioni, 2005, p. 2 e p.14; cfr. anche Foster, S. & Johnson, R. Desk Reference to Nature’s Medicine. National Geographic Society, Washington D.C, 2006.

6. Pieroni A., & Price L.L. “Introduction” in Eating and Healing: Traditional Food As Medicine, The Haworth Press, 2006

7. D’altro canto possono essere definiti farmaci i cibi assunti per curare o alleviare le malattie, e cibi i beni consumabili che tradizionalmente non sono stati considerati medicinali dai vari governi.

8. Nel senso che l’aumento delle ambiguità in questo campo non è altro, a mio parere, che  la rivelazione della artificialità della distinzione normativa, che ha voluto racchiudere la complessità in definizioni troppo stringenti. In società meno normative, questa sovrapposizione di campi non è vista come problematica.

9. Nel campo ancora giovane ed in grande sviluppo dello studio delle interrelazioni tra “alimenti” e “medicine” i termini usati per descrivere la zona di confine tra i due settori sono ancora relativamente vaghi: per “cibo funzionale” (functional food) si deve intendere, seguendo Preuss (Preuss A (1999) Zur Charakterisierung Funktioneller Lebens- mittel (Characterization of functional food) Deutsche. Lebensmittel-Rundschau 95 468-47),  un cibo che oltre agli utilizzi legati ad aspetti nutrizionali o di piacere sensoriale, mostra utilizzi legati ad effetti di altro tipo sulle funzioni dell’organismo, e che occuperebbe una posizione mediana ma in parte distinta (una terza opzione) tra cibo e medicina. Per “cibo medicinale” (medicinal food) o “medicine alimentari” (food medicines), seguendo Pieroni e Quave (Pieroni, A. e Quave, C. “Functional foods or food medicines? On the consumption of wild plants among Albanians and Southern Italians in Lucania” in A., Pieroni e L., Leimar Price (eds.)  (2006) Eating and Healing, Haworth Press,  p. 110) intendiamo invece quell’area di sovrapposizione tra cibo e medicina, quando una pianta viene ingerita in un “contesto alimentare” allo scopo di ottenere uno specifico effetto medicinale. Il termine “nutraceutico” (dall’inglese nutraceutic, composto di nutritional e pharmaceutic) identifica una pianta alimentare o derivato che, grazie al contenuto in metaboliti secondari (al di la quindi del puro effetto nutritivo), può modificare la fisiologia umana ed in alcuni casi i processi patologici.

10. cfr Johns, T. e Kokwaro, J.O. (1991) “Food plants of the Luo of Siaya District, Kenya”. Economic Botany 45: 103-113.; Uiso F.C.  Determination of toxicological and nutritional factors of Crotalaria species used as indigenous vegetables. M.Sc.Thesis, Mc Gill University, 1991; Johns, T.  “Plant constituents and the nutrition and health of indigenous peoples”. In V.D., Nazarea (Ed.), Ethnoecology-Situated knowledge, located lives. Tucson: University of Arizona Press, 1990;  Johns, T., Mahunnah, R.L.A., Sanaya, P.,  Chapman, L. e Ticktin, T. (1999) Saponins and phenolic content in plant dietary additives of a traditional subsistence community, the Bateni of Ngorongoro District, Tanzania. Journal of Ethnopharmacology 66: 1-10.; Johns, T., Mhoro, E.B. e Sanaya, P. (1996) Food plants and masticants of the Batemi of Ngorongoro District, Tanzania. Economic Botany 50: 115-121.; Johns, T., Mhoro, E.B. e Uiso, F.C. (1996) Edible plants of Mara Region, Tanzania. Ecology of Food and Nutrition 35: 71-80; Parker M., Chabot S., Ole Karbolo M. K., Ward B. J., Johns T. A. “Traditional dietary additives of the Maasai are antiviral against the measles virus.”  Poster alla 8th International Congress of Ethnopharmacology, 2004, Canterbury, UK.

11. cfr. Evans Schultes R., Hoffmann, A. e Ratsch, C. Plants of the Gods:  Their sacred, healing, and hallucinogenic powers. Revised and expandend edition. Healing Arts Press, Vermont, 1998, pp. 144-155

12. Quave C.L. & Pieroni A. “Traditional health care and food and medicinal plant use among historic Albanian migrants and Italians in Lucania, southern Italy”. In A. Pieroni e I. Vandebroek (eds.) Traveling cultures and plants: The ethnobiology and ethnopharmacy of human migrations. Berghahn Books, Oxford, 2007

13. Sull’area di sovrapposizione tra piante come farmaco e come alimento, sul continuum che lega le piante spontanee a quelle domesticate, e sull’importanza di queste analisi per la comprensione della transizione tra caccia e raccolta e agricoltura, vedi la bella raccolta di saggi coordinata da Lisa Etkin (Etkin, N.L. (Ed.), Eating on the wild side. Tucson: University of Arizona Press. Etkin, N.L. (1996)). Per un esempio di testo scritto allo scopo di conservare il sapere locale sulle piante selvatiche ad utilizzo alimentare cfr. Ruffo C. K., Birnie A., Tegnas B. Edible Wild Plants of Tanzania. Technical Handbook No. 27 Regional Land Management Unit, Nairobi, Kenya, 2002.

14. Traduco con infestanti il termine weed, che in inglese denota appunto le piante che si trovano nel continuum della relazione uomo-piante, tra piante spontanee e piante coltivate. In questo continuum abbiamo le piante spontanee, che crescono al di fuori dell’habitat disturbato dall’uomo e che non possono con successo invadere permanentemente habitat disturbati dall’uomo; le piante infestanti, la cui popolazione cresce completamente o in maggioranza in situazioni marcatamente disturbate dall’uomo, senza essere deliberatamente coltivate, quasi sempre erbacee e a crescita veloce; le piante coltivate, piantate intenzionalmente. Ma vi sono anche le piante domesticate accidentalmente a causa dell’attività dei cacciatori-raccoglitori, e le piante domesticate, che si sono evolute in una nuova forma a causa della continua manipolazione, tanto che possono aver perso la capacità di riprodursi da sole (cfr. Zimdahl, R.L., Fundamentals of Weed Science, 2nd ed. Academic Press, San Diego, CA., 1992, p. 172); Etkin, N.L. “The cull of the wild”. In N.L., Etkin (Ed.), 1994 op. cit.; Etkin, N.L. (1996) “Medicinal cuisines: Diet and ethnopharmacology”. International Journal of Pharmacognosy 34: 313-326. Etkin, N.L. e Ross, P.J. (1982) “Food as medicine and medicine as food: An adaptive framework for the interpretation of plant utilisation among the Hausa of northern Nigeria”. Social Science and Medicine 16: 1559-1573. Grivetti, L.E. e Ogle B.M. (2000) “Value of traditional foods in meeting macro- and micronutrients needs: The wild plant connection”. Nutrition Research Review 13: 31-46

15. Unschuld, P.U. Medicine in China: a history of pharmaceutics, Berkeley, University of California Press, 1986, p.24.  Se teniamo presente che il termine “efficacia terapeutica” (wu-tu) si traduce come “non-velenosa”, possiamo capire come questi rimedi possano ben essere esemplificati da piante alimentari con azione terapeutica (e difatti troviamo qui rimedi come il Panax ginseng o la piantaggine che mostrano attività farmacologica secondo gli standard moderni, ma che possono essere assunti anche a lungo termine senza rischi). Questo favore verso i farmaci macrobiotici è evidente anche nel primo documento esistente che parla di rimedi vegetali, nei manoscritti medici di Mawangdui, risalenti al 3 e 2 secolo a.C., dove, pur non comparendo la divisione teorica tra rimedi di grado diverso, già si parla di rimedi che allungano la vita ecc. Il manoscritto MSVI.A.9 contiene la prima descrizione di una droga effettuata da un medico, Wen Zhi, descrive il porro (jiu) come la “pianta dei mille anni” e “re delle centinaia di piante”, che concentra i vapori (qi) dei cieli e della terra (cfr. Harper, D. (trad. e comm.) Early chinese medical literature: The Mawangdui medical manuscripts. Kegan Paul International, New York, 1997, p. 106)

16. cfr. Puri, H.S. Rasayana: Ayurvedic herbs for longevity and rejuvenation. Taylor & Francis, New York, 2003

17. Per molte attività umane, “non ha senso fornire una spiegazione evolutivo-adattiva (a meno che non si parli di adattamento evolutivo in senso culturale). Non è che [le attività umane] non abbiano radici biologiche. Semplicemente ne sono troppo lontane” (Rozin P (2000) “Evolution and adaption in the understanding of behavior, culture, and mind”. American Behavioral Scientist. 6 (43):970-986). Al più possiamo proporre una feconda commistione tra presupposti biologici e sviluppi culturali, raccontare la storia di questa relazione, nella speranza che nel racconto, nel processo storico e non nelle origini, si nascondano le ragioni ultime della situazione attuale, soprattutto guardando agli enormi cambiamenti culturali avvenuti nel brevissimo periodo nel quale l’uomo ha subito una evoluzione culturale. Come scrive Rozin 2000 op. cit. : “There is no doubt that humans are primates and that human cultures have influenced humans for only a small part of their evolutionary history; there is every reason to believe that we will find the precultural primate in many human activities. But even a casual glance at human cultures today will suggest that these tens of thousands of years of human culture have vastly transformed humans and their institutions and that it would be folly to expect to trace most of what humans do now to specific primate predispositions, except in the most indirect way.”

18. cfr. Johns T. The origins of human diet and medicine. University of Arizona Press, 1999, p. 2

I frutti aromatici del Siltimur

Posted on by

Una delle conseguenze pratiche della mia seconda puntata in Nepal, nel 2006, nella valle di Nar-Phoo, è stata la raccolta di vari campioni di piante aromatiche con l’intenzione di distillarne l’olio essenziale a Kathmandu. Una delle piante che ci avevano più interessato anche come possibili antivirali era stato il Siltimur, Lindera neesiana, ed in particolare ci interessavano i frutti, usati come rimedio per dolori di stomaco e tosse, e più commestibili delle foglie o della corteccia, e quindi dei possibili candidati per la categoria piante medicinali/alimentari.

Non si riuscì in quella occasione a distillare i frutti della pianta, ma il buon Khilendra aveva effettuato l’anno prima una distillazione di prova, ed aveva conservato bene il campione…

From Nepal 2006

… che io diligentemente portai in Italia per affidarlo alle cure dell’equipe dell’Università Patavina, che già altre volte aveva collaborato a queste mie impromptu missioni.

Dopo un po’ di attesa, ecco finalmente che esce l’articolo relativo ad analisi e attività biologica dell’olio stesso, nel primo numero del 2010 di Fitoterapia, con il titolo “Essential oil of Lindera neesiana fruit: Chemical analysis and its potential use in topical applications” e l’autorship di Comaia, Dall’Acqua, Grillo, Castagliuolo, il buon Khilendra Gurung, e la professoressa Innocenti.

Oltre ad essere una interessante esemplificazione dell’utilità di accoppiare la  tecnica della Gas cromatografia (GC-MS)  alla risonanza magnetica (NMR), l’articolo aggiunge alcuni tasselli importanti relativi alla composizione chimica della frazione aromatica dei frutti della pianta, e sembrerebbe supportare l’idea che i citrali (nerale e geraniale) siano importanti per spiegare l’attività antimicrobica degli OE.

Vediamo allora cosa sappiamo su questa pianta alla luce di questi nuovi dati.

Cosa è?

La Lindera neesiana (Wallich ex Nees) Kurz è un arbusto o piccolo albero deciduo alto fino a 4-5 metri, con foglie picciolate, molto varie in dimensioni, lunghe da 3 a 20cm. e larghe da 1 a 10 cm.,ovali e glabre. I bei fiori gialli sono disposti in ombrelle, e i frutti sono globosi.

From Nepal 2006
From Nepal 2006

La pianta appartiene alle Lauraceae, uno dei più antichi gruppi di angiosperme, parte del primitivo gruppo delle Laurales, che insieme alle Magnoliales fa parte dei Magnoliidi; in letteratura si può trovare anche con i binomiali Tetranthera neesiana Wallich, Aperula neesiana (Wallich ex Nees) Blume e Benzoin neesianum Wall. ex Nees (che è il suo basionimo).

In Nepal centro-orientale la pianta cresce nella zona Himalayana temperata e subtropicale, tra 1800 e 2600 mslm, in aperture lungo le gole profonde nelle foreste.  Fiorisce tra ottobre  e novembre e fruttifica tra marzo e giugno.

Ha vari nomi: in lingua nepalese si chiama per l’appunto 
siltimur; in lingua gurung si chiama katu, gutung, kutung o siltimuri; in lingua Nyeshang phopri
.

Come viene usata?

I vari gruppi etnici nepalesi utilizzano i frutti maturi (neri) e aromatici sia marinati come alimento sia freschi o essiccati come rimedio per mal di stomaco dovuto ad indigestione, come antelmintici e in caso di flatulenza (in Manang – Gyasumdo).

In altre zone vengono masticati in caso di diarrea, mal di denti, nausea, flatulenza, o usati a livello topico per foruncoli e scabbia, malattie della pelle, o internamente per parassiti intestinali; sono considerati un antidoto per animali e uomini in caso di ingestione di piante velenose (Pohle, 1990 Manandhar 2002; Rajbhandari 2001; Joshi 2001).

Le foglie e i ramoscelli sono anch’essi aromatici se vengono spezzati, e vengono usate per malattie della pelle. Sono inoltre una buona fonte di foraggio per bestiame bovino e caprino (Manandhar 2002; Rajbhandari 2001).

La radice e la corteccia, una volta polverizzate, sono usate internamente in caso di dolori (Manandhar 2002; Rajbhandari 2001).

Cosa contiene e come funziona?

L’appartenenza della pianta a Magnoliidi suggerirebbe la presenza di neolignani ad azione antinfiammatoria, comuni a questo gruppo, e la presenza, nell’OE, di derivati del percorso biogenetico dello shikimato (le Lauraceae sono ricche in fenilpropanoidi come eteri fenolici e fenoli, ad attività biologica elevata ma con profilo tossicologico spesso importante).

In effetti frutti, foglie e corteccia di Lindera neesiana contengono olio essenziale, circa l’1% distillabile dai frutti secchi (Gurung, Khilendra: comunicazione personale), l’1.3% dalle foglie fresche e lo 0,5% dai ramoscelli (Singh et al. 1995).

L’OE di foglia, (come previsto dall’appartenenza alle Lauraceae) è caratterizzato da una massiccia percentuale di metil cavicolo (83.76%) e safrolo (11.86%), mentre miristicina  (69.99%) e1,8-cineolo (17.97%) caratterizzano l’OE di ramoscelli (Singh et al. 1995). La presenza di metil cavicolo e safrolo, due molecole a sospetta attività epatotossica ed epatocarcinogenica (sono dei procarcinogeni attivabili dai sistemi de detossificazione epatica) suggerisce che l’OE di foglia sia potenzialmente tossico.

L’articolo di prossima pubblicazione rileva quanto invece sia differente l’OE dei frutti. I principali composti isolati dall’OE sono risultati i citrali (Z-citrale 15.08%, E-citrale 11.89%), l’1,8-cineolo (8.75%), il citronellale (6.72%), e α- e β-pineni (rispettivamente 6.63% e 5.61%). I composti che caratterizzavano gli OE di foglia e ramoscelli sono presenti nel frutto a percentuali molto minori ma non minime: miristicina (4,41%) e metil
eugenolo (ca. 2%). Altri composti identificati a percentuali significative sono: geraniolo, citronellolo,  elemicina, ossido di cariofillene, spatulenolo, nerolo, 6-metil-5-epten-2-one, linalolo ed α-terpineolo.

From Nepal 2006

Infine, i composti presenti in percentuali minime o in tracce sono: α-tujene, camfene, verbenene, mircene, α-fellandrene, p-cimene, cis-ocimene,
 trans-ocimene, 2, 6-dimetil-5-eptanale, γ-terpinene, cis-sabinene, cis-linalolo ossido, trans-linalolo ossido, α-
camfolenale, canfora, terpinen-4-olo, mirtenale, S-(-)-verbenone, trans-carveolo, geranil formiato, β-elemene, trans-cariofillene, β-bisabolene, geranil acetato, e geranil propionato.

Non ci sono molti studi sulle attività biologiche della Lindera neesiana, ma lo studio italiano evidenzia l’attività dell’OE da frutto sullo Staphylococcus aureus (un batterio Gram-positivo) a concentrazione (IC50) di ca. 100 microgrammi per mL, sul lievito Candida albicans a IC50 di ca. 276 microgrammi per mL, ed infine sulla Pseudomonas aeruginosa (un Gram-negativo) a IC50 di 13 570 microgrammi per mL.

Le attività sui patogeni sono state confrontate con quelle di un controllo negativo (DMSO, il solvente usato per solubilizzare gli OE, da solo) e di tre controlli positivi (due antibiotici: ampicillina e  kanamicina, ed un antimicotico, la nistatina). In nessun caso l’OE è risultato efficace quanto le molecole di sintesi, e solo l’attività su Staphylococcus aureus merita a mio parere ulteriori attenzioni.

La bassa efficacia sulla Pseudomonas non dovrebbe stupire, in genere tutti gli olii essenziali hanno attività meno spiccata nei confronti dei G-negativi, a causa della componente lipopolisaccaridica  della loro membrana, che riduce la capacità di penetrazione degli OE, notoriamente lipofili.

(Mi) Stupisce di più la bassa attività su Candida spp., visto il contenuto in citrali mi sarei aspettato di più, comunque sempre meglio dell’azione sui G-. Positiva invece l’assenza di attività citotossica a livelli di attività.

Cosa sarebbe interessante studiare per il futuro? Vista la probabile facilità con la quale i citrali formano legami con i gruppi azotati delle proteine, sarebbe interessante vedere se la loro presenza in un olio essenziale facilita la permanenza dello stesso olio essenziale sul derma, o se miscele di OE a citrali con OE ad elevata volatilità riduce quest’ultima.

Inoltre altrettanto interessante sarebbe vedere se c’è un ruolo per l’utilizzo di questi frutti nell’alimentazione da carestia. Chi lo sa?

Diario di viaggio in Nepal: 3

Posted on by

Eccoci di ritorno agli appunti di viaggio.
Eravamo rimasti al viaggio in Dolakha, lasciando in sospeso la visita alla unità di distillazione, ragione principale della visita alla regione, per ragioni strettamente professionali (controllo della situazione dal punto di vista della produzione e dal punto di vista organizzativo) e di interesse personale.
Come si diceva, eccoci arrivati all’unità di distillazione, a ca. 3500 mslm. L’ospitalità è sempre grande, il tè caldo e dolce…

Ma vediamo qualche dato su questo impianto, sul suo funzionamento e gestione.

L’unità di distillazione, Balem damgi, assieme ad altre due dislocate sempre in questa zona, anche se ad altitudini minori, è stata acquistata dalla Cooperativa Deudunga che le gestisce grazie ad un finanziamento della UNDP.
Il mio amico Khilendra ha scritto il proposal per Hymalayan BioTrade (HBT) allo scopo di ottenere il finanziamento, dato che già la Cooperativa Deudungaera stakeholder di HBT e insieme stavano cercando modi di sviluppare l’industria degli olii essenziali nella zona, che pur essendo relativamente ricca rispetto ad altre regioni, rimane pur sempre povera.

UNDP non è mai arrivata a controllare a che fine fossero stati spesi i propri soldi, ed anche se posso dire che HBT e Khilendra sono certamente tra i maggiori esperti nel campo dello sviluppo delle industrie rurali e dello sfruttamento sostenibile di NTFPs, ed anche se comprendo la necessità di organismi delle dimensioni di UNDP di decentrare e demandare ad altri parti anche importanti del proprio intervento, si rafforza sempre di più l’impressione di avere a che fare con consulenti e burocrati calati dall’alto, con pochissima esperienza sul campo, poca comprensione della situazione e delle forze in gioco, e pagati troppo…

Comunque, diamo un’occhiata all’apparato.

Per chi non avesse mai visto un distillatore di olii essenziali, diciamo che si tratta di un distillatore in corrente di vapore, in particolare di un distillatore ad acqua e vapore, ovvero un distillatore dove il flusso di vapore è saturo, o bagnato (ovvero con acqua sia in fase vapore che in fase liquida ma dispersa in goccioline molto piccole).

In questo caso particolare la fonte di vapore è direttamente sottostante al materiale vegetale, nella stessa caldaia di distillazione. Il materiale vegetale viene caricato all’interno della caldaia, su un piano perforato o di maglia metallica, al di sopra del livello dell’acqua.

Qui sotto un diagrammino…

La caldaia di distillazione è sigillata da un coperchio dotato di un tubo di raccordo, che vedremo subito. Il coperchio è di solito mantenuto solidale alla caldaia da una serie di morsetti o imbullonaggi, ma in questo caso viene utilizzato il metodo del sigillo ad acqua, ovvero il coperchio si inserisce in una canaletta sul bordo della caldaia, canaletta opportunamente riempita di acqua che impedisce la comunicazione con l’esterno.

Questo metodo, poco utilizzato al giorno d’oggi, permette una facile apertura della caldaia e velocizza i procedimenti di carico e scarico, ma non è in grado di assicurare una tenuta stagna in caso di pressioni particolarmente elevate (qui sotto il dettaglio della canaletta nella quale si inserisce il bordo del coperchio).

Quando l’acqua raggiunge il punto di ebollizione (ca. 89 gradi centigradi a questa altitudine) il flusso di vapore saturo (quindi che non supera gli 89 gradi) passa attraverso il materiale vegetale, interagisce con esso e con l’essenza in esso contenuta, in parte la estrae e la trasporta nello spazio saturo di vapore al di sopra del carico di materiale vegetale.

A questo punto i vapori misti di acqua e essenza passano dalla caldaia al condensatore, passando per un tubo di raccordo (eccolo qui sotto).

Il condensatore in questo caso è un condensatore a tubi multipli raffreddati ad acqua in controcorrente; i vapori passano dal tubo di raccordo ad una serie di tubicini che corrono paralleli immersi in un contenitore stagno dove scorre, in direzione contraria al flusso del vapore (quindi entra in basso ed esce in alto), acqua fredda.

Diagramma:

…e foto

Una volta condensato il liquido viene raccolto in un recipiente (detto a volte bottiglia fiorentina) che serve sia a raccogliere sia a favorire la separazione tra olio essenziale liposolubile ed acqua arricchita da composti volatili idrosolubili (detta acqua aromatica).

Qui sotto vedete un diagramma esplicativo (spero)..

e qui sotto il manager che versa acqua dentro il tubo ad imbuto che porta all’interno della bottiglia fiorentina

Qui sotto il dettaglio del liquido condensato (olio essenziale + acqua) che viene raccolto dall’imbuto della bottiglia fiorentina

La bottiglia fiorentina è costruita con un troppo-pieno che permette il drenaggio automatico dell’acqua in eccesso, e la conservazione dell’olio essenziale.

Una volta terminata la distillazione l’olio essenziale più leggero dell’acqua viene raccolto aggiungendo acqua alla bottiglia fiorentina impedendo il deflusso del troppo pieno, in questo modo il pelo dell’acqua sale e spinge l’olio essenziale ad uscire dal foro superiore e raccogliersi nel catino di raccolta…

… da dove viene poi estratto tramite rubinetto…

… e filtrato alla bell’e meglio per il trasporto.

L’olio essenziale viene trasportato dall’unità di distillazione alla casa del manager a Marbu, e da Marbu a Kathmandu, prima a piedi (fino a Singhpati) e poi in autobus. In tutto 2 o 3 giorni di viaggio.

In questo caso il materiale vegetale distillato erano le fronde di Juniperus recurva, uno dei due ginepri della zona, insieme al Juniperus indica.

Ecco qui sotto il prossimo carico pronto per la distillazione.

Dopo la raccolta dell’olio, è tempo di preparare l’unità per il prossimo carico. Si deve quindi eliminare il carico ormai esausto…

… e drenare l’acqua rimasta sul fondo della caldaia.

Sostenibilità
E veniamo alle criticità di sostenibilità, che sono di due tipi: problemi legati all’unità di distillazione e al suo utilizzo, e problemi legati ai materiali utilizzati.
Partiamo da alcune osservazioni sull’impianto.

E’ un impianto industriale da 2500 litri, che non utilizza un generatore di vapore separato.

Questo dettaglio purtroppo significa che non è stato possibile mettere in piedi un apparato per usare come combustibile il materiale vegetale esausto dopo la distillazione (come avviene per gli impianti che distillano Gaultheria), cosa che avrebbe permesso di sganciarsi dallo sfruttamento del legname della zona per il riscaldamento diretto.

La ragione per cui, a differenza delle unità di distillazione di Gaultheria spp. situate più in basso, l’apparato non comprende un generatore separato, è semplice: era troppo difficile trasportare anche il generatore fino a 3500 m. Già il trasporto della caldaia da sola è stato molto complesso, ed ha costretto a smontare in parte i ponti sospesi perché la caldaia era troppo larga e non passava attraverso i cavi tesi dei ponti stessi.

Tempo di distillazione

Una volta che il materiale vegetale arriva all’unità, i cinque componenti del team caricano la caldaia di acqua e poi di materiale vegetale, e quindi si inizia il processo.
Il tempo di operazione (dall’accensione del fuoco al termine della distillazione) è di circa 29 ore. Se togliamo da questo monte ore il tempo necessario a portare l’acqua alla temperatura desiderata prima di iniziare la distillazione, che è di circa 4-6 ore, ricaviamo un tempo di distillazione di circa 24 ore.

Ora, anche senza ulteriori calcoli mi sento di dire che il tempo di distillazione è eccessivamente lungo, e mantenendomi molto cauto direi che si può tagliare subito del 50% senza dover fare dei calcoli.

Vediamo perché: i processi interni alla carica vegetale che viene estratta non sono semplicissimi da descrivere, e dipendono molto dal materiale vegetale e dalle su condizioni, ma quello che empiricamente si può vedere è che la quantità di olio essenziale distillato per unità di tempo cambia nel tempo, e dopo un periodo nel quale la quantità si mantiene pressochè costante, si ha un cambiamento di pendenza della curva fin a raggiungere un quasi-plateau, ovvero una situazione dove all’aumentare del tempo di distillazione corrisponde un aumento minimo e sempre più ridotto di olio distillato.

Ora, se il mio scopo è l’estrazione totale di tutto l’estraibile dalla pianta aromatica, questa curva non mi interessa molto. Ma se il mio scopo è quello di far funzionare in maniera commercialmente (ed ambientalmente) sostenibile un impianto di distillazione la curva è di fondamentale importanza.
Se dopo un tempo t di distillazione, ed un corrispondente utilizzo di una quantità Qt di risorse (mettiamoci inseme sia il combustibile sia le ore-uomo), ho raggiunto il punto di quasi-plateau, ottenendo per esempio il 90% dell’olio teoricamente estraibile, ha senso che io operi per un periodo di tempo magari doppio o o triplo (2 o 3t), usando 2 o 3Qt, per ottenere magari un ulteriore 5% di olio essenziale?

Se il mio olio essenziale è di elevato valore commerciale, e se una parte significativa del suo valore commerciale risiede nella sua completezza, o addirittura proprio nella coda di distillazione, allora forse ne vale la pena.
Ma se il valore commerciale è medio e non dipende molto da quel 5% finale, allora è necessario terminare l’operazione di distillazione al calare della resa. La scelta del momento esatto dipenderà certo dalle caratteristiche dell’olio e del mercato, ma non è più possibile non tenere conto di questo dato.

Nel caso concreto, non è solo un problema di semplice cattivo utilizzo delle risorse, ma anche un problema di biosostenibilità.

Dato che non è possibile utilizzare gli scarti della distillazione come fonte di energia, per scaldare l’acqua della caldaia viene utilizzato un fuoco alimentato dalle risorse forestali della zona, che non sono infinite e anzi sono in un delicato equilibrio (e questo sarà nel futuro forse il fattore più limitante).

Razionalizzare il processo
 E’ quindi di fondamentale importanza razionalizzare il tempo di distillazione, calcolando in maniera precisa una curva di distillazione (scarica qui un esempio) e riducendo di conseguenza il numero di ore.  Naturalmente una modificazione di questo genere avrebbe delle conseguenze di altro tipo, sociale ed economico.
Al momento i cinque operatori della distilleria lavorano da 3 a 5 mesi all’anno, a seconda della disponibilità di materiale.

Per le operazioni di carico e scarico dell’unità lavorano tutti e 5 insieme. Per il resto fanno turni di 2-4 ore per persona per ciclo di distillazione. Nei periodi di manutenzione e riposo 2 o 3 persone, in caso di necessità, possono tornare casa per 2-4 giorni (eccezionalmente per 1 settimana). Una volta alla settimana uno degli operai scende a prendere il cibo.

La razionalizzazione ridurrebbe, e di molto, le ore lavoro per ciclo per il personale.

Una parte di questa diminuzione delle ore-ciclo potrebbe essere accomodata da un aumento dei cicli.  Ma dato che il numero di cicli di estrazione dipende dalla disponibilità di materiale vegetale fresco, esso non può aumentare senza limiti, sia per l’oggettiva difficoltà dei raccoglitori di fare fronte a richieste così elevate, sia per la limitatezza intrinseca del bacino di raccolta che non potrebbe sostenere elevati livelli di raccolta (e qui si passa al problema legato ai materiale vegetali, ma vedi sotto).

Ciò si tradurrebbe in una riduzione di lavoro per il personale, che in una zona povera e disagiata come questa si traduce in problemi sociali, di sostentamento delle famiglie della FUG locale (per semplificare, una versione nepalese delle nostre comunità montane), consistente in ca. 100 unità abitative e ca. 700 individui.

Coobazione
Un secondo intervento utile a migliorare la produttività e la qualità dell’olio, oltre che a rendere più sostenibile l’apparato, sarebbe quello di dotare l’unità di un sistema di coobazione.
La coobazione è un procedimento  di ricircolo dell’acqua distillata (che al momento viene gettata o usata come acqua calda per lavare i piatti).

L’acqua distillata dovrebbe poter essere riversata automaticamente all’interno della caldaia per alimentare l’acqua di distillazione. Il ricircolo permetterebbe il recupero delle molecole parzialmente idrosolubili (composti ossigenati come i fenoli), diciamo uno 0,2-0,7% (fino ad un massimo dell’1% per olii ricchi in fenoli).  Questo comporterebbe un piccolo miglioramento quantitativo e forse qualitativo.

Il miglioramento qualitativo dipende dal tipo di pianta, dal tipo di impianto e soprattutto dalla temperatura dell’acqua: se essa non supera i 100 gradi centigradi i processi di idrolisi e degradazione dei composti ossigenati (che aumentano con la coobazione) vengono ridotti.

Acqua di scarto
C’è poi la questione dell’utilizzo dell’acqua eliminata dalla caldaia alla fine della distillazione, acqua carica di molti composti idrosolubili derivati dal materiale e che al momento viene gettata (con a mio parere un certo impatto sull’area) e che potrebbe essere reimpiegata in qualche modo, ad esempio come fonte di composti utili per nelle coltivazioni (allelopatia, oppure repellenza per gli artropodi, ecc.).

Raccolta sostenibile?
Oltre ai due ginepri, come si diceva, in questa unità si distilla il Rhododenron anthopogon.

Tutte queste piante hanno problemi intrinseci di sostenibilità: Rhododenron anthopogon è classificato in questa regione come vulnerabile dallo IUCN, e in una situazione ancora più delicata sono il Juniperus indica, e il Juniperus recurva.

Di per se, la raccolta non è distruttiva, essendo limitata a foglie, ramoscelli e fiori (la raccolta di questi ultimi comporta problemi maggiori delle altre modalità), ma il problema risiede nel volume della richiesta e nei tempi di rigenerazione delle popolazioni locali.

Lo stesso problema, traslato al caso della Gaultheria spp. raccolta ad altitudini minori, è stato affrontato mediante accordi con le FUG circostanti. Quando in una area di raccolta si raggiunge il limite di sfruttamento, i raccoglitori possono andare a raccogliere la pianta nelle altre FUG in modo da lasciare un periodo di 2-3 anni perché le popolazioni di Gaultheria si riprendano.

A differenza della Gaultheria però, i tempi di recupero del germoplasma di Juniperus e Rhododedron sono molto lunghi (7-20 anni per il ginepro, 5-10 per il rododendro), troppi per poterli “ammortizzare” sfruttando altre zone di raccolta, il che significa che o si accettano vari anni di sospensione nella raccolta di tali specie o si rischia il loro depauperamento. L’individuazione di altre specie interessanti per la distillazione potrebbe contribuire a ridurre il peso della raccolta.

Le zone di raccolta

Per renderci meglio conto della situazione ci incamminiamo verso le zone di raccolta…

e arriviamo a ca. 4000 mslm, alla zona di raccolta di Rhododendron anthopogon…

E mentre il tempo si porta al bigio, arriviamo in cima…

Cypripedium

Posted on by

Un’altra bella immagine, da Botany Photo of the Day, della Pianella della madonna nordamericana, una orchidea rara e protetta che è stata utilizzata come pianta medicinale sia dai nativi americani sia da eclettici e fisiomedici.

Dalle note di etnobotanica del sito, che si rifà al bel testo di Moerman: “esiste solo un riferimento all’utilizzo da parte dei nativi nordamericani di questa specie. I nativi della Nazione Okanagan-Colville sembra usassero un infuso delle fglie e dei fusti come aiuto alla riproduzione (Turner et al 1980 “Ethnobotany of the Okanagan-Colville Indians of British Columbia and Washington”).

Possiamo aggiungere che altre specie di Cypripedium (sempre rare e protette e da non usare!) sono state utilizzate; ad esempio il rizoma e le radici di Cypripedium hirsutum Miller, di Cypripedium pubescens Wildenow e di Cypripedium parviflorum Salisbury sono state utilizzate come diaforetici (sudorifici), stimolanti nervini ed antiuspasmodici, in maniera simile ma più blanda della Valeriana.
Veniva utilizzata dai medici eclettici come sostituto dell’oppio nel trattamento dei bambini (da 0,5 a 2,0 gr). La droga è ricca in olii essenziali, resine e principi amari.

Henriette ci presta due belle immagini delle sezioni della radice…

…e del rizoma

Appunti di viaggio: Nepal

Posted on by

Allora, Nepal…

Molte cose son successe dall’ultima volta che ci sono passato. Il re non c’è più, i Maoisti hanno fatto il pieno alle elezioni, sono passati al governo ma ne sono usciti ed ora sono all’opposizione con il governo nelle mani di una grosse coalition di 22 partiti, tutti uniti dal medesimo desiderio…tenere lontani i maoisti dal governo.

Anche i maoisti hanno fatto la loro parte, sono bravi a tirarsi la zappa sui piedi, hanno mostrato immaturità politica uscendo dal governo e pensando che fosse possibile tradurre semplicemente il numero di voti ricevuti in consenso popolare. Naturalmente così non è stato, tra chi li ha votati ci sono militanti ma anche persone stanche degli altri partiti. E la gente è stanca di guerra e non sembra pronta a rispondere così rapidamente ad una chiamata alla protesta di piazza. Per il bene del paese spero che si trovi una via politica a questa empasse.

Da visitatori esterni che difficilmente possono conoscere le durezze della vita qui, è facile dimenticarsi che comunque il Nepal è parte di una regione del mondo, il sudest asiatico, che detiene il triste primato di area più violenta del globo (una bella serie di articoli e review qui)

Intanto tutti i programmi di aiuto sono fortemente impediti dall’instabilità.  Parlando con Samita del progetto Prolasso Uterino mi spiegava le difficoltà incontrate nel dover spiegare le stesse cose a sei ministri della salute diversi :-( Ma ci sarà tempo in altri post per parlare di questo.

Parliamo di viaggi.
La prima parte del viaggio si è svolta nel distretto del Dolahka, zona di Janakpur, nella regione centro-orientale del Nepal. L’area è ricca, montuosa ma con terreno molto fertile, abitata da varie etnie, molti Gurung, Sherpa, ecc. Come per la valle di Kathmandu, è difficile visitare questa zona e rendersi conto della povertà del paese. E’ proprio vero, come dicono qui, che l’est è il paradiso e l’ovest l’inferno. E infatti nessuno va mai all’ovest. Ma anche questo ad una prossima puntata.

From Dolakha 2009
From Dolakha 2009

Il viaggio inizia dall’Old Bus Park di Kathmandu, da dove si parte in bus per Charikot e si arriva a Singati, in circa 10 ore di viaggio (potrebbero essere molte meno, ma da Charikot a Singati la strada è in cattive condizioni, e le piogge non aiutano).

From Dolakha 2009
From Dolakha 2009

Sulla strada una “cartiera”: pasta ottenuta da corteccia di Daphne spp. e asciugata al sole

From Dolakha 2009

che poi verrà raccolta in questo magazzino e spedita a Kathmandu

From Dolakha 2009

Il viaggio è in parte di piacere in parte per lavoro, insieme a Khilendra andiamo a visitare un sito di distillazione di olii essenziali di Rhododendron anthopogon e di Juniperus indica/J. recurva. L’unità di distillazione è a ca. 3500 mslm, mentre le zone di raccolta sono a ca. 4.000 mslm. Nella zona ci sono altri due siti di distillazione, che però sono a minor altitudine e distillano Gaultheria procumbens.

From Dolakha 2009

Il giorno dopo partiamo, insieme al manager dell’unità di distillazione e ad un portatore carico di riso e altro cibo per i lavoratori dell’unità, per raggiungere il villaggio di Marbu, a circa metà strada dalla nostra destinazione finale.

From Dolakha 2009
From Dolakha 2009

Temperature elevate e umidità relativa pure, il monsone è arrivato in ritardo e la sua coda è ancora ricca di pioggia, si suda ma il verdeggiare delle risaie è stupendo. Le foreste sono dominate da Alnus nepalensis e Pinus wallichiana.

From Dolakha 2009
From Dolakha 2009
From Dolakha 2009

Durante il cammino si vedono numerose piante di ricino e amaranto, e Khilendra mi fa notare il Solanum dentocarpum, la Jatropa curcas e Sepium insignis; tra gli alberi molti Ficus e le buganville spontanee…

From Dolakha 2009

e i cachi…

From Dolakha 2009

e le begonie (Begonia picta)…

From Dolakha 2009

e un po’ più in alto il miglio. Le principali coltivazioni qui intorno sono riso, miglio, mais, lenticchie ed altri legumi, e molte zucche e zucchine (oltre a deliziosi cetrioli). Paesaggio subtropicale, molto antropizzato, terrazzamenti e natura lussureggiante, pareti di roccia grondanti acqua e tappezzate da un patchwork di piante di incredibile complessità.

From Dolakha 2009
From Dolakha 2009

vabbè… fino a qui non si fatica troppo, il dislivello coperto è poco (ca. 700 m) ma l’umidità elevatissima ci fa penare. Ci fermiamo a bere un chia presso una casetta, dove mi mostrano una artemisia (sp? forse indica, odore citrato) che utilizzano secca e polverizzata come coadiuvante della lievitazone del pane di grano. La mescolano alla farina mentre aggiungono un po’ di pasta madre, coprono la pasta con foglie fresche della stesa artemisia, lasciando il tutto a riposare. Dopo 3 gg si sviluppano dei corpi fruttiferi sulla superficie della pasta che vengono usati come lievito per il pane.

From Dolakha 2009
From Dolakha 2009

Ci si alza molto dolcemente, il cammino è facile ma molto umido e sanguisugogeno (bleah!), ogni spazio disponibile è terrazzato. Piove con il sole, in Inghilterra si direbbe che c’è un monkey’s wedding, qui invece si dice Gunpani (sole-acqua) che annuncia il matrimonio degli sciacalli.

From Dolakha 2009
From Distillation unit khilendra

Per strada piante conosciute (Euphorbia royleana, una euforbia arborea)

From Dolakha 2009
From Dolakha 2009

Cuscuta reflexa su felce

From Dolakha 2009

Gaultheria fragrantissima

From Dolakha 2009
From Dolakha 2009

Piante conosciute (Asparagus racemosus) ma non incontrate prima…

From Dolakha 2009

Ziziphus…

From Dolakha 2009

e piante sconosciute (Melastoma spp.?)

From Distillation unit khilendra
From Dolakha 2009
From Dolakha 2009

Ci si avvicina a Marbu, il paesaggio cambia…

From Dolakha 2009

Le coltvazioni principali sono grano e patate…

From Dolakha 2009
From Dolakha 2009

E finalmente si arriva a Marbu, a 2500 mslm. Tipico villaggio di queste zone, nn forma un nucleo centrale ma si disperde sul vasto territorio. Molto bello, curato ed organizzato. Terrazzato, case di legno e fango o mattoni, bicolori, con tetto spiovente che protegge le pannocchie di mais dalle intemperie.

From Dolakha 2009
From Dolakha 2009

Famoso per le sua patate, che mangio abbondantemente condite, insieme agli immancabili noodles e curry…

From Dolakha 2009
From Dolakha 2009
From Dolakha 2009

A fine pasto, una bella bevuta di chan, la “birra” locale

From Dolakha 2009

Fatta a partire dalla fermentazione di grano e miglio, strizzata giornalmente (varie volte al giorno) dalla padrona di casa. I cereali sono stipati in un barile di plastica con acqua, dove fermentano per 10-20 giorni o più; alla bisogna vengono tirati fuori, messi in una bacinella e mescolati ad altra acqua. La padrona di casa li miscela nelle mani e li spreme (con un movimento che ricorda quello per lavarsi le mani con il sapone); poi i cereali e l’acqua di lavaggio vengono posti in un piatto-colino, vengono bene strizzati e rimessi nel bidone, mentre l’acqua di strizzatura viene servita ai commensali, appunto come chan. Liquido lattiginoso, dal sapore acidulo e leggermente alcolico, rinfrescante.

From Dolakha 2009

La mattina, dopo una colazione a base di Dili, una polenta nera di miglio condita con curry e peperoncino…

From Dolakha 2009

Si prepara la merenda a base di mais e soia tostati…

Fagottino della merenda :-) da mescolare con il beaten rice

…si parte per l’unità di distillazione…

From Dolakha 2009

…insieme ai lavoratori della stessa

From Dolakha 2009

L’ambiente cambia abbastanza rapidamente, anche perché a differenza del primo giorno, adesso ci alziamo velocemente. Si passa ad un bosco caldo-temperato e anche le erbacee cambiano molto

From Dolakha 2009

Lycopodium

From Dolakha 2009

Arisaema

From Dolakha 2009
From Dolakha 2009

Hypericum choisianum

From Dolakha 2009
From Dolakha 2009

E più in alto ancora, verso i 3.000, l’ortica nepalese (Girardinia diversifolia)

From Dolakha 2009
From Dolakha 2009

Cirsio, senecio, sambuco, funghi…sembra di essere a casa però!

From Distillation unit khilendra
From Dolakha 2009
From Dolakha 2009
From Dolakha 2009

Poco dopo, intorno ai 3100 mslm, si entra in una bellissima foresta di rododendri arborei

From Distillation unit khilendra
From Dolakha 2009

dove ci fermiamo a fare uno spuntino a base di riso secco battuto, arachidi, mais e soia tostati

From Dolakha 2009

Si comincia a sudare…

From Dolakha 2009

…e allora ci fermiamo al caseificio locale per vedere il primosale di Yak

From Dolakha 2009
From Dolakha 2009
From Dolakha 2009
From Distillation unit khilendra
From Distillation unit khilendra
From Distillation unit khilendra
From Dolakha 2009
From Dolakha 2009
From Dolakha 2009
From Dolakha 2009
From Distillation unit khilendra

E finalmente si arriva alla unità di distillazione, elevazione ca. 3500 mslm, tre shed dove dormono gli operai, di cui uno dotato di fuoco per cucinare per tutti.
Ma dell’unità di distillazione, delle piante distillate e delle zone di raccolta parleremo la prossima volta.

Adieu :-)


From Distillation unit khilendra
From Distillation unit khilendra