Astragalus kharazmii (Fabaceae), a new species from Iran revealed by integrative taxonomy: evidence from morphology, micromorphology, molecular phylogeny, and historical biogeography

Il mondo vegetale è pieno di famiglie che sembrano essere cresciute troppo per essere contate, dove migliaia di specie si somigliano così tanto che persino gli esperti faticano a distinguerle. Una di queste famiglie è quella delle leguminose, che include cibi familiari come fagioli e piselli, ma anche un genere vastissimo chiamato Astragalus. Questo gruppo comprende oltre tremila specie, rendendolo uno dei più grandi generi di piante con fiori sulla Terra. Per secoli, gli scienziati hanno cercato di classificare queste piante in gruppi ordinati basandosi sul loro aspetto, ma l'enorme numero di varietà e il fatto che molte di esse si siano evolute per apparire simili hanno reso questo compito difficile. In natura, le piante spesso cambiano forma per sopravvivere in climi diversi e, a volte, piante non imparentate finiscono per apparire identiche, un trucco della natura che confonde la classificazione tradizionale. Per risolvere questi enigmi, la scienza moderna combina ora la vecchia arte dell'osservazione di foglie e fiori con nuovi strumenti che leggono il codice genetico della pianta, permettendo di vedere relazioni che l'occhio nudo non può rilevare.

Nei paesaggi aridi e montuosi dell'est dell'Iran, i ricercatori hanno recentemente scoperto un nuovo membro di questa vasta famiglia, una pianta che si era nascosta in bella vista all'interno di una collezione di un erbario. Il team, guidato da botanici dell'Università di Kharazmi, ha identificato un esemplare che non corrispondeva alla descrizione di nessuna specie nota. L'hanno chiamata Astragalus kharazmii, in onore del grande studioso persiano Muhammad ibn Musa al-Khwarizmi, un matematico e astronomo del nono secolo il cui lavoro ha gettato le basi per l'algebra moderna e l'informatica. Questa nuova pianta non è solo una variazione minore di una specie nota; è una linea evolutiva distinta che si è evoluta separatamente per milioni di anni. La scoperta evidenzia quanto ancora abbiamo da imparare sulla biodiversità dell'altopiano iraniano, una regione nota come hotspot globale per la diversità vegetale.

Il viaggio per confermare questa nuova specie è iniziato con un attento esame della pianta fisica. L'esemplare, raccolto nel 1994 in una strada a nord di Sabzevar, era conservato in un erbario a Teheran. Quando i ricercatori lo hanno esaminato, hanno notato che condivideva alcune caratteristiche con due parenti noti, Astragalus hermannii e Astragalus sarytavicus, ma possedeva anche una combinazione unica di tratti che lo distinguevano. La nuova pianta è una perenne priva di fusto che cresce fino a un'altezza di circa 11-27 centimetri. Le sue foglie sono composte da 8-13 coppie di piccole foglioline, un numero che si colloca tra i suoi due parenti più stretti. Le differenze più sorprendenti, tuttavia, sono state riscontrate nelle parti riproduttive. La nuova specie ha un calice, chiamato calice, significativamente più corto rispetto ai suoi parenti, misurando solo circa 6 millimetri di lunghezza. I suoi baccelli, noti come legumi, sono notevolmente più grandi, raggiungendo circa 32 millimetri di lunghezza, ovvero più grandi dei baccelli di entrambi i suoi parenti più stretti. Queste differenze fisiche erano abbastanza chiare da suggerire una nuova specie, ma il team voleva esserne certo.

Per verificare le proprie scoperte, gli scienziati si sono rivolti a un microscopio per esaminare i dettagli della superficie della pianta. Utilizzando un microscopio elettronico a scansione, hanno esaminato le minuscole strutture sulle foglie e sui calici. Hanno scoperto che la superficie della nuova pianta è coperta da sottili strutture simili a peli e presenta un modello specifico di pori che permettono alla pianta di respirare. Queste caratteristiche microscopiche, invisibili a occhio nudo, hanno fornito un secondo livello di prova che la pianta fosse effettivamente unica. La disposizione di questi peli e la forma dei pori sulla nuova specie differivano costantemente dalle altre due piante, confermando che le differenze non erano solo il risultato dell'ambiente ma erano intrinseche alla biologia della pianta.

La prova più definitiva è arrivata dalla lettura delle istruzioni genetiche della pianta. I ricercatori hanno estratto il DNA dall'esemplare e si sono concentrati su una specifica regione del codice genetico che funge da codice a barre per le piante. Confrontando questa sequenza genetica con quelle di decine di altre specie di Astragalus di tutto il mondo, hanno costruito un albero genealogico. L'analisi ha collocato la nuova pianta in un ramo distinto dell'albero, separato dai suoi parenti più stretti. La distanza genetica era sufficientemente ampia da confermare che si era evoluta sul proprio percorso da molto tempo. Inoltre, i ricercatori hanno utilizzato diversi metodi informatici per testare se le differenze genetiche fossero abbastanza significative da definire una nuova specie. Tutti questi diversi metodi concordavano, raggruppando la nuova pianta come un'entità unica. Hanno anche osservato la forma della molecola genetica stessa, scoprendo che la sua struttura ripiegata era distinta da quella dei suoi parenti, aggiungendo un'ulteriore linea di prova al caso.

Oltre a dare semplicemente un nome a una nuova pianta, lo studio ha offerto uno sguardo sulla profonda storia di questo gruppo. Stimando quando i diversi rami dell'albero genealogico si siano separati, i ricercatori hanno determinato che la linea evolutiva che porta a questa nuova specie ha iniziato a separarsi dai suoi parenti durante un periodo noto come il Miocene superiore o il Pliocene inferiore, circa tra 11 e 5 milioni di anni fa. Questo è stato un periodo in cui il clima stava cambiando e le montagne dell'Iran si stavano innalzando, creando nuovi habitat che hanno permesso alle piante di diversificarsi. Lo studio ha anche tracciato il movimento di queste piante nel tempo, suggerendo che l'altopiano iraniano abbia servito come un hub centrale da cui molte specie si sono diffuse verso altre parti dell'Eurasia e infine verso l'America del Nord. La scoperta di Astragalus kharazmii rafforza l'idea che questa regione sia una culla dell'evoluzione, dove complessi cambiamenti geologici e climatici hanno guidato la creazione di innumerevoli specie uniche.

Nonostante l'entusiasmo per la scoperta, il futuro di questa nuova pianta rimane incerto. Attualmente, l'unica località nota per Astragalus kharazmii è il punto specifico in cui l'esemplare originale è stato trovato nel 1994. I ricercatori non hanno ancora condotto nuovi rilievi sul campo per vedere quante di queste piante esistano o dove altro possano crescere. Poiché non ci sono informazioni sulla dimensione della sua popolazione o sulle minacce che potrebbe affrontare, come la perdita dell'habitat o il cambiamento climatico, il team le ha assegnato lo stato di "Dati Insufficienti" nella lista globale di conservazione. Ciò significa che, sebbene la pianta sia ufficialmente riconosciuta come una nuova specie, non sappiamo ancora se sia al sicuro o in pericolo. La scoperta serve da promemoria del fatto che, anche in parti del mondo ben studiate, ci sono ancora segreti nascosti nelle vecchie collezioni, in attesa della giusta combinazione di osservazione attenta e scienza moderna per portarli alla luce.