L'economia dell'azoto

Capitolo Primo

Il paradosso della foglia

Un bruco sta seduto su una foglia. Attorno a lui c'è cibo in ogni direzione, per metri, a volte per ettari: un albero intero, migliaia di foglie, una quantità di materia organica che rispetto al suo corpo è astronomica. Dovrebbe essere il più fortunato degli animali, un erbivoro immerso in una dispensa senza fondo.

Eppure quel bruco mangia praticamente senza interruzione, giorno e notte, per settimane. Cresce di ordini di grandezza in tempi ridicoli, e per farlo processa volumi di foglia sproporzionati alla propria massa. Se fosse davvero circondato da abbondanza, non avrebbe senso tanta fretta.

La risposta a questo paradosso è che il bruco non sta cercando cibo. Sta cercando una cosa sola, presente nella foglia in quantità minima, diluita in un mare di materiale che per lui è quasi inutile. Sta cercando azoto.

Questa è la storia di quella ricerca. È una storia che spiega, con una singola regola contabile, perché una farfalla adulta possa vivere di sola acqua zuccherata, perché una Saturnia non abbia la bocca, perché un cervo volante stia cinque anni dentro un ceppo marcio, perché certi coleotteri abbiano rubato geni ai funghi, e perché i maschi di mezza famiglia di farfalle tropicali passino il pomeriggio a succhiare fango.

Tutto quanto discende dalla stessa asimmetria, e vale la pena enunciarla subito, perché è la chiave dell'intero libro:

Il volo si paga in carbonio. Le uova si pagano in azoto. E i due conti non si possono girare uno sull'altro.

Il resto sono conseguenze.

Capitolo Secondo

Di cosa è fatto un uovo

Per capire perché l'azoto conta, bisogna guardare cosa una femmina di insetto deve materialmente costruire quando produce uova. Non in senso astratto: in senso chimico, molecola per molecola.

Il grosso della massa secca di un uovo è vitello, e il vitello è in larga parte una molecola chiamata vitellogenina. È una lipo-glicoproteina, prodotta non nell'ovaio ma nel corpo grasso — l'organo che negli insetti fa insieme il mestiere del fegato e del tessuto adiposo. Da lì viene riversata nell'emolinfa, circola, e viene catturata e accumulata dagli ovociti in crescita attraverso recettori dedicati. Ogni uovo è, in un certo senso, un deposito bancario che la madre ha effettuato a rate.

La parola importante in quella descrizione è proteina. Una proteina è una catena di amminoacidi, e ogni amminoacido porta almeno un atomo di azoto nel gruppo amminico che gli dà il nome. Alcuni ne portano di più: la lisina ne ha due, l'arginina quattro, il triptofano lo nasconde nell'anello indolico. Ogni legame peptidico che tiene insieme la catena è, letteralmente, un ponte costruito su un atomo di azoto.

Non finisce lì. L'uovo deve avere un guscio, il corion, e negli insetti il guscio è fatto di proteine strutturali e di chitina. La chitina è un polisaccaride, quindi uno zucchero, ma è uno zucchero amminato: la sua unità di base è la N-acetilglucosammina, che porta azoto in ogni singolo anello. Persino il contenitore, non solo il contenuto, è una spesa in azoto.

E poi ci sono gli acidi nucleici. Ogni cellula dell'embrione che si svilupperà lì dentro avrà bisogno di DNA e RNA, e le basi azotate si chiamano così per un motivo: adenina, guanina, citosina, timina, uracile sono anelli costruiti attorno ad atomi di azoto.

Una femmina che depone trecento uova sta quindi esportando fuori dal proprio corpo, in modo irreversibile, una quantità notevole del proprio azoto corporeo. E deve averlo preso da qualche parte.

Capitolo Terzo

Il vicolo cieco biochimico

Qui arriva il punto che rende tutto interessante, e che vale la pena capire bene perché è il motore di ogni cosa che segue. La domanda ovvia è: se all'insetto serve azoto, perché non se lo fabbrica?

Perché non si può. E l'impossibilità arriva da due direzioni contemporaneamente.

La prima è che l'azoto atmosferico, per quanto abbondante — l'aria che stiamo respirando è azoto per quasi l'ottanta per cento — è chimicamente inutilizzabile. La molecola di N₂ tiene i due atomi legati da un triplo legame, uno dei legami chimici più stabili che esistano in natura. Romperlo costa un'energia enorme. Nessun animale lo fa. Nessuna pianta lo fa. Lo fanno soltanto alcuni procarioti, i batteri diazotrofi, con un enzima raro e capriccioso chiamato nitrogenasi che per di più viene distrutto dall'ossigeno e va quindi protetto in ambienti anaerobici costruiti apposta. Un insetto sta immerso in un oceano di azoto e non può toccarne un atomo, esattamente come un naufrago circondato da acqua salata.

La seconda direzione è più sottile ed è la vera trappola. Nel metabolismo, il traffico tra proteine ed energia è a senso unico.

Da un amminoacido si può ricavare energia: si stacca il gruppo amminico — è la deamminazione — e lo scheletro carbonioso che resta entra nel ciclo di Krebs come qualsiasi altro combustibile. È una strada percorsa di continuo, in tutti gli organismi, ed è il motivo per cui si può sopravvivere consumando i propri muscoli.

Al contrario non funziona. Partendo da glucosio si possono costruire gli scheletri carboniosi di alcuni amminoacidi, ma il gruppo amminico bisogna prenderlo da qualche parte: serve azoto già in forma organica, tipicamente sotto forma di glutammato o glutammina, che fanno da magazzino e da valuta di scambio per i gruppi amminici in tutto il metabolismo. Se quel magazzino è vuoto, nessuna quantità di zucchero lo riempie.

E c'è un ultimo giro di vite. Anche avendo azoto organico disponibile, un animale non riesce a costruire tutti gli amminoacidi che gli servono. Una decina circa — lisina, metionina, treonina, triptofano, valina, leucina, isoleucina, fenilalanina, istidina — sono detti essenziali proprio perché le vie biosintetiche per produrli sono andate perse nella linea evolutiva animale. Quelli devono arrivare già confezionati dalla dieta, oppure da microbi simbionti che li fabbricano per conto dell'ospite.

Zuccheri in abbondanza, uova zero. L'azoto non si sintetizza: si trova, si ruba, o si eredita.

Questo fa dell'azoto il nutriente limitante: la risorsa la cui scarsità, e non l'energia disponibile, decide quanto un organismo può crescere e quanti figli può fare. E quando una risorsa diventa limitante, l'evoluzione le costruisce attorno intere strategie di vita.

Capitolo Quarto

Il setaccio e il serbatoio

Torniamo al bruco della prima pagina, adesso armati della regola.

Il tessuto di un insetto ha un rapporto fra carbonio e azoto di circa sette a uno. È un corpo proteico, denso di azoto, come lo sono quasi tutti i corpi animali. Una foglia, al contrario, sta grossomodo fra il venti a uno e il cinquanta a uno, a seconda della specie, della stagione e di quanto quella foglia è vecchia. Le foglie giovani sono più ricche, quelle mature sono cartone.

La conseguenza è aritmetica. Per estrarre da una foglia la quantità di azoto necessaria a costruire un grammo di bruco, bisogna far passare nel tubo digerente svariati grammi di materiale, e buttarne via la gran parte. Il bruco non è ingordo: è un impianto di setacciatura che lavora un minerale a bassissimo tenore. Mangia enormemente perché la concentrazione di ciò che cerca è bassissima, e la parte che scarta, sotto forma di escrementi, è di conseguenza imponente — chi ha allevato bruchi sa che la prima cosa che serve è un modo per gestire la pioggia costante di pallini che producono.

Le piante, dal canto loro, lo sanno e giocano sporco. Molte difese vegetali — i tannini in testa — funzionano legandosi alle proteine fogliari e rendendole indigeribili, cioè peggiorando ulteriormente un rapporto già sfavorevole. Altre nascondono l'azoto dentro molecole tossiche, così che prenderlo costi caro. La corsa evolutiva fra piante ed erbivori è, in buona parte, una guerra per l'accesso all'azoto.

Alla fine di quel lavoro, però, il bruco ha ottenuto qualcosa di prezioso: un corpo grasso carico di riserve proteiche e lipidiche. È un capitale accumulato. E quel capitale attraversa la metamorfosi.

È qui che si apre la biforcazione che dà forma a tutto il resto. Un insetto adulto può finanziare la propria riproduzione in due modi, e gli ecologi hanno dato un nome alle due strategie.

Chi riproduce usando risorse accumulate in una fase precedente della vita è un capital breeder: arriva all'età adulta con il conto già pieno, e da lì in poi non fa che spendere. Chi invece si procura da adulto le risorse che investe nella riproduzione è un income breeder: vive di stipendio, e finché lo incassa può continuare a produrre uova.

I lepidotteri sono, in massa, capital breeder. I coleotteri sono, in massa, income breeder. Praticamente tutto ciò che di strano fanno gli uni e gli altri discende da questa scelta.

Capitolo Quinto

La falena che non ha la bocca

Una Saturnia pyri è la farfalla più grande d'Europa. Apre le ali per quindici centimetri, ha quattro ocelli che sembrano occhi dipinti, e quando vola di notte in primavera è una delle cose più impressionanti che si possano incontrare in un frutteto.

Quella falena non mangia. Mai. Non ha con che.

La sua spiritromba è ridotta a un moncone non funzionale, e l'apparato digerente è in gran parte un ricordo. Sfarfalla, vola, cerca un partner — i maschi seguono i feromoni della femmina per chilometri, con antenne piumate che sono essenzialmente un organo di ricerca — si accoppia, depone, e muore. Nel giro di pochi giorni, al massimo una manciata.

Chiamiamo questa condizione afagia, e nei lepidotteri è tutt'altro che un'eccezione bizzarra. È la norma in intere famiglie: quasi tutti i Saturniidae, i Lasiocampidae, i Bombycidae — compreso il baco da seta domestico, la cui forma adulta è ormai un animale che non mangia, non vola e non sa fare altro che riprodursi — gli Hepialidae, molti Limacodidae, e una quantità di microlepidotteri sui quali i dati sono frammentari ma il quadro è lo stesso.

Vista dall'esterno sembra una menomazione. Vista con la regola dell'azoto in mano, è una decisione di bilancio perfettamente razionale.

Quella falena ha già tutto l'azoto che le serve: se l'è guadagnato il bruco, mangiando foglie per settimane. Il corpo grasso che si porta dietro è la dote. A quel punto, cosa comprerebbe con un apparato boccale funzionante? Zuccheri, cioè energia. Ma l'energia le serve solo per il tempo — brevissimo — necessario a trovare un partner, e per quello bastano le riserve lipidiche che ha già. Un apparato boccale, un intestino completo, gli enzimi digestivi, il sistema di escrezione che ne consegue: tutto costa da costruire e da mantenere, e non ripagherebbe.

Quindi non lo costruisce. L'adulto afagico è un serbatoio larvale con le ali e un sistema nervoso, ottimizzato per una sola funzione in una finestra temporale strettissima. Il digiuno non è privazione, è efficienza. E la vita adulta brevissima non è una tragedia: è la conseguenza logica di aver deciso di non rifornirsi mai.

Poi c'è il grado intermedio, che è quello della maggior parte delle farfalle diurne che si vedono in giardino. Quelle la spiritromba ce l'hanno, e la usano sui fiori. Ma il nettare è acqua, saccarosio, glucosio e fruttosio: carbonio, idrogeno, ossigeno. Di azoto contiene tracce quasi trascurabili, amminoacidi liberi in concentrazioni dell'ordine delle frazioni di millimole per litro a seconda della specie floreale.

Quel nettare è carburante. Compra tempo di volo, e il tempo di volo è prezioso: più fiori visitati, più territorio esplorato, più partner incontrati, più siti adatti trovati dove deporre. Ma non compra uova aggiuntive. Le uova erano già state pagate dal bruco.

Capitolo Sesto

Le eccezioni, che sono la prova

Una regola in biologia si mette alla prova sui casi che sembrano violarla. Qui ce ne sono due bellissimi, e nessuno dei due rompe la regola: la confermano entrambi, mostrando cosa succede quando l'adulto riesce, contro ogni previsione, a procurarsi azoto.

Il primo caso è il genere Heliconius, le farfalle tropicali dalle ali lunghe e dai colori d'avvertimento che popolano le foreste centro e sudamericane. Quelle, unico caso ben documentato fra i lepidotteri, mangiano polline.

Il polline non è nettare. È il gamete maschile della pianta, e come ogni cellula riproduttiva è ricco di materiale costruttivo: a seconda della specie, fra il quindici e il trenta per cento della massa secca è proteine. È azoto vero.

Il problema è che una spiritromba è una cannuccia, progettata per liquidi, e il polline è fatto di granuli con pareti fra le più resistenti del mondo biologico. Heliconius ha risolto in un modo che è degno di nota: raccoglie i granuli intrappolandoli in una massa appiccicosa sull'esterno della spiritromba, li impasta con saliva ed enzimi, li tiene lì per ore agitandoli, e digerisce il polline fuori dal proprio corpo, riassorbendo poi la zuppa di amminoacidi che si è formata.

Il risultato è misurabile ed è esattamente quello che la teoria prevede. Una Heliconius vive mesi invece di settimane, e soprattutto continua a produrre e deporre uova per tutto quel periodo, a rate, invece di scaricare in pochi giorni una dote finita. È tornata income breeder, e il suo intero ciclo vitale ha cambiato forma di conseguenza. Il legame fra i due fatti non è una coincidenza: privata sperimentalmente del polline, la sua fecondità crolla.

Il secondo caso è più diffuso e più curioso da osservare. Chiunque abbia camminato lungo un torrente d'estate ha visto capannelli di farfalle posate sul fango umido, sulla sabbia bagnata, a volte su cose meno poetiche: urina, escrementi, carogne. Il comportamento si chiama puddling, e chi lo pratica è quasi sempre maschio.

Non stanno bevendo. Stanno estraendo sali — il sodio in primo luogo, che nelle diete vegetali scarseggia — e composti azotati. Pompano attraverso il proprio corpo quantità di liquido enormemente superiori a quanto ne trattengano, espellendo dietro l'acqua in eccesso, perché quello che cercano è disciolto in tracce.

E qui viene il punto. Quei maschi non stanno raccogliendo per sé. Al momento dell'accoppiamento consegnano alla femmina uno spermatoforo, un pacchetto che oltre agli spermatozoi contiene una dote nutritiva — un dono nuziale. Sodio e azoto raccolti sul fango finiscono lì dentro, la femmina li smonta, e li spende in uova. In alcune specie il contributo azotato maschile a una covata è tutt'altro che marginale.

È una specie di bonifico. E dice una cosa interessante sulla selezione sessuale in questi animali: se il maschio può finanziare parte della prole, allora la sua capacità di procurarsi azoto diventa un criterio di scelta, e il corteggiamento smette di essere solo una questione di colori.

Capitolo Settimo

L'altra strada: vivere di stipendio

I coleotteri hanno imboccato la via opposta, e per capirlo basta guardare la loro bocca. L'adulto ha mandibole masticatrici funzionanti, praticamente sempre. Non una cannuccia per liquidi zuccherini: un apparato per lavorare materiale solido.

E lo usa. Nella stragrande maggioranza dei casi l'adulto si nutre sul serio, per ragioni che si sommano l'una all'altra.

La prima è un fenomeno che ha un nome tecnico ed è la prova più diretta di tutta questa storia: il maturation feeding, l'alimentazione di maturazione. In moltissimi coleotteri — curculionidi, crisomelidi, scarabeidi, cerambicidi — l'adulto che esce dalla pupa ha le gonadi immature e non è in grado di riprodursi. Deve prima nutrirsi, per giorni o settimane, prima che la vitellogenesi possa partire e le uova cominciare a crescere.

Perché? Perché l'azoto non ce l'ha. La larva ne ha accumulato abbastanza per costruire il corpo adulto e attraversare la metamorfosi, ma non per finanziare anche la riproduzione. Quella parte del conto la deve pagare l'adulto, e la paga andando a mangiare: foglie tenere, polline, corteccia giovane, linfa. Il cerambicide che si vede su un fiore in giugno non è lì per bellezza, sta comprando le proprie uova.

La seconda ragione è la longevità. Un coleottero adulto non vive giorni: vive mesi, e in parecchi casi anni. Carabidi, tenebrionidi, coccinellidi e lucanidi possono superare l'inverno da adulti e ripartire la primavera dopo. Nessuna riserva larvale regge un orizzonte del genere. Chi vive a lungo deve incassare.

La terza è la dieta stessa. Un carabide adulto è un predatore, e mangia altri artropodi: tessuto animale, rapporto carbonio-azoto intorno al sette a uno, cioè esattamente quello di cui è fatto lui. Nessun problema di diluizione, nessun setaccio: prende il materiale già nella forma giusta. Lo stesso vale per le coccinelle sugli afidi, per i silfidi sulle carogne, per gli scarabeidi coprofagi sullo sterco — che è povero di energia ma relativamente ricco di azoto microbico, ed è per quello che ci si accalcano sopra.

In questi gruppi l'adulto non è affatto uno stadio di transito: è spesso il consumatore principale, più vorace e più longevo della propria larva. L'esatto rovescio del modello lepidottero.

Afagi, fra i coleotteri, ce ne sono, ma sono una minoranza circoscritta e istruttiva. Le lucciole, i Lampyridae, in diverse specie non si nutrono da adulte: la femmina di Lampyris noctiluca, quella che si vede brillare immobile nell'erba a giugno, è un animale attero che non mangia e la cui intera vita adulta è un segnale luminoso in attesa di risposta. Molti Elateridae, gli elateri che saltano con uno scatto quando li si rovescia, da adulti prendono poco più che acqua e nettare. E anche qui la corrispondenza regge: dove l'adulto non mangia, la vita adulta è breve e monofunzionale.

Capitolo Ottavo

Il caso estremo: vivere dentro il legno

Se una foglia sta a cinquanta a uno, il legno sta fra il trecento e il mille a uno. È il substrato più povero di azoto su cui un animale abbia mai deciso di vivere: cellulosa, emicellulose e lignina, cioè carbonio strutturale quasi puro, tenuto insieme in una matrice progettata dall'evoluzione vegetale proprio per resistere a chi volesse smontarla.

Una larva che vive lì dentro sta affrontando il problema dell'azoto nella sua forma più brutale. È come dover estrarre un grammo d'oro da una tonnellata di ghiaia, e farlo mentre si è chiusi dentro la ghiaia.

E infatti la risposta breve, che sorprende chiunque la senta per la prima volta, è che quasi nessuna di quelle larve sta davvero mangiando legno.

La parola chiave sta nell'espressione stessa: legno in decomposizione. Un tronco morto non è materia inerte, è un ecosistema colonizzato da funghi lignicoli. E il micelio fungino — la rete di ife che permea il legno — è tessuto vivo, con un rapporto carbonio-azoto dell'ordine del dieci o venti a uno. Uno o due ordini di grandezza più ricco del substrato in cui cresce.

Il fungo, in altre parole, fa da concentratore. Esplora grandi volumi di legno con le proprie ife, rastrella l'azoto disperso in tracce, e lo accumula nella propria biomassa. Non solo: attraverso i rizomorfi può importare azoto dal suolo circostante e portarlo dentro il tronco, arricchendo attivamente il proprio campo di lavoro.

La larva saproxilica mangia quel concentrato. Tecnicamente si parla di xilomicetofagia: ingerisce legno degradato, ma la frazione nutrizionalmente utile è il micelio che lo attraversa, più i prodotti della digestione enzimatica che il fungo ha già effettuato all'esterno. Cellulosa e lignina, le due sostanze chimicamente più ostiche, sono già state in buona parte smontate da qualcun altro.

C'è poi un secondo servizio che il fungo rende, meno ovvio e altrettanto indispensabile. Gli insetti non sanno sintetizzare gli steroli. Il colesterolo e i suoi derivati — fra cui gli ecdisteroidi, gli ormoni che comandano ogni muta — devono venire dalla dieta. Il legno ne è quasi privo. I funghi sono pieni di ergosterolo. Senza fungo, non c'è muta: la larva resterebbe bloccata nel proprio esoscheletro.

Questo spiega un comportamento che altrimenti sembrerebbe capriccio. Le specie saproxiliche sono estremamente selettive sul tipo e sullo stadio di decomposizione. La carie bianca, in cui il fungo attacca preferenzialmente la lignina lasciando la cellulosa, e la carie bruna, che fa il contrario, producono substrati chimicamente diversi come lo sono due alimenti diversi; e specie diverse di coleotteri sono legate all'una o all'altra, spesso entro una finestra temporale stretta nella lunga vita di un tronco morto. Non sono schizzinose: stanno inseguendo un profilo nutrizionale preciso, che esiste solo per qualche anno in un certo punto del processo.

Ed è anche il motivo per cui i saproxilici sono uno dei gruppi più minacciati d'Europa. Un bosco "pulito", da cui si rimuovono sistematicamente i tronchi morti e le ceppaie, è un bosco in cui quella finestra non si apre mai. La legna a terra non è disordine: è l'habitat.

Capitolo Nono

L'armamentario di chi vive nel legno

Attorno a questo problema i coleotteri xilofagi hanno costruito un repertorio di soluzioni che, messe in fila, sono forse la cosa più bella dell'intera storia. Vanno tutte nella stessa direzione: procurarsi azoto, oppure smettere di perderne.

Rubare il codice sorgente. Per decenni si è dato per scontato che nessun animale digerisse la cellulosa da sé, e che ogni caso apparente fosse merito di microbi simbionti. Poi si è scoperto che molti coleotteri hanno geni propri per le cellulasi, delle famiglie enzimatiche GH45 e GH48, espressi nel loro stesso intestino: particolarmente diffusi fra curculionidi, crisomelidi e cerambicidi. Il dettaglio notevole è l'origine. Quei geni non appartengono alla linea evolutiva animale, e l'ipotesi accreditata è che siano stati acquisiti per trasferimento genico orizzontale da funghi e batteri. Il coleottero non ha soltanto stretto una partnership con i microbi: in certi casi si è copiato il loro software e se l'è integrato in casa, rendendosi indipendente.

Portarsi i simbionti dentro. Gli Anobiidae, i tarli che perforano i mobili, hanno organi dedicati chiamati micetomi, in cui ospitano lieviti simbionti trasmessi verticalmente da madre a figlia attraverso l'uovo. Quei lieviti forniscono vitamine del gruppo B, steroli, e contribuiscono agli amminoacidi essenziali che l'ospite non sa fabbricare. Non è un accessorio: privata sperimentalmente dei propri lieviti, la larva non completa lo sviluppo.

Fabbricare azoto dal nulla. La scorciatoia definitiva sarebbe ospitare batteri capaci di fissare l'azoto atmosferico, trasformando quel triplo legame inattaccabile in ammoniaca utilizzabile. Nelle termiti è documentato bene. Fra i coleotteri xilofagi è stato riportato in Passalidae come Odontotaenius disjunctus, con evidenze più sottili. Se funziona come sembra, significa che dentro un ceppo marcio c'è un animale che sta letteralmente creando azoto biologico dall'aria, per interposto batterio.

Non buttare via niente. Normalmente un animale espelle l'azoto di scarto come acido urico o ammoniaca. Chi vive in penuria cronica può permettersi di non farlo: passa i rifiuti azotati alla propria flora intestinale, che li smonta e restituisce amminoacidi nuovi. Un circuito chiuso, in cui il concetto stesso di rifiuto scompare. Solidissimo nelle termiti, indicato con maggiore cautela nei coleotteri.

Mangiare due volte. I Passalidae sono coleotteri subsociali, cosa rara nell'ordine: gli adulti restano nella galleria con la prole. Masticano il legno, lo ingeriscono, lo defecano, e le larve si nutrono di quelle feci — cioè di legno già passato una volta attraverso un tubo digerente e fermentato da una flora microbica. È un pre-trattamento industriale effettuato fuori dal corpo della larva, che riceve un substrato già arricchito di biomassa batterica. Alcune larve rimangiano anche i propri escrementi, per un secondo giro di estrazione sullo stesso materiale.

Smettere di mangiare legno e mettersi a coltivare. È il caso limite, ed è spettacolare. Gli scolitidi e i platipodidi detti ambrosia scavano gallerie nel legno ma non lo mangiano affatto. Portano con sé spore di specie fungine determinate, alloggiate in organi appositi chiamati micangi, le seminano sulle pareti del tunnel appena scavato, le coltivano, le curano rimuovendo i contaminanti, e si nutrono — loro e le larve — esclusivamente del fungo che cresce. Il legno è soltanto il campo arato. Chi mangia la legna non è l'insetto: è il suo bestiame. È agricoltura, comparsa decine di milioni di anni prima della nostra e inventata più volte indipendentemente.

Andare dove c'è la dispensa. Alcuni gruppi hanno scelto di non affrontare affatto il problema. I Lyctidae e certi Bostrichidae attaccano soltanto l'alburno di determinate latifoglie, dove nelle cellule parenchimatiche restano amido e residui proteici del tessuto vivo. Ignorano lignina e cellulosa e vanno dritti alla parte commestibile. È il motivo per cui certi legni vengono attaccati e altri no, e il motivo per cui il problema si concentra sul legname giovane e poco stagionato.

Capitolo Decimo

Il tempo come strategia

Quando tutti i trucchi messi insieme non bastano ancora, resta l'ultima risorsa, la più semplice e la più difficile da apprezzare per un animale come noi: la pazienza.

Una larva di Lucanus cervus, il cervo volante, vive nel legno marcio di latifoglia per un periodo che va dai tre ai sei anni, a volte di più a seconda della qualità del substrato e del clima. Certi cerambicidi di grande taglia possono superarlo. Sono animali che passano quasi tutta la loro esistenza al buio, immobili in una galleria, masticando lentamente un materiale a concentrazione bassissima e accumulando azoto un microgrammo alla volta.

Non è lentezza: è la risposta corretta a un problema di diluizione. Se la risorsa che cerchi è distribuita in tracce su un volume enorme, hai due opzioni — processare quel volume velocemente, il che richiede un metabolismo e una massa che non puoi permetterti, oppure processarlo lentamente per anni. La seconda funziona, e costa poco.

Poi, dopo cinque anni di buio, l'adulto emerge. Ed è qui che la storia si chiude su se stessa.

Il cervo volante adulto vive poche settimane. Le sue mandibole enormi e ramificate, quelle che gli danno il nome, sono inutili per mangiare: servono ai maschi per combattere fra loro sui tronchi, e sono così sproporzionate da rendere l'animale goffo persino in volo. Quando si nutre, lecca linfa che essuda dalle ferite delle querce. Zuccheri. Carburante, nient'altro.

Tutto l'azoto che quella femmina spenderà nelle proprie uova — ogni molecola di vitellogenina, ogni anello di chitina del corion, ogni base azotata del DNA dei suoi figli — è stato raccolto nel buio, granello per granello, in cinque anni dentro un ceppo che a occhio nudo sembrava legno marcio e basta.

Ogni insetto che vola in un pomeriggio d'estate è un conto chiuso. La domanda giusta non è cosa sta mangiando, ma chi ha pagato, e quando.

Capitolo Undicesimo

Il collo di bottiglia, su scala planetaria

Vale la pena, per chiudere, allargare lo sguardo oltre gli insetti, perché la regola non è entomologica. È generale.

L'azoto è il nutriente limitante di quasi tutti gli ecosistemi terrestri. Non l'energia: quella arriva gratis dal sole in quantità che nessuno riesce a sfruttare per intero. Non il carbonio: c'è nell'aria e le piante lo prendono. È l'azoto — abbondantissimo nell'atmosfera e quasi tutto inaccessibile — a decidere quanta vita un posto può sostenere.

Ed è tutto nelle mani di pochi procarioti. I batteri azotofissatori, liberi nel suolo o simbionti nei noduli radicali delle leguminose, sono l'unico ingresso biologico di azoto nella biosfera. Tutto ciò che è vivo sulla terraferma — ogni foglia, ogni bruco, ogni coleottero, ogni uccello che li mangia, chi scrive e chi legge — è costruito con azoto che a un certo punto è passato attraverso una nitrogenasi batterica. Il resto del ciclo è riciclo: decompositori che restituiscono al suolo l'azoto degli organismi morti, e altri batteri che ne rispediscono una parte in atmosfera.

Le strategie di questo libro, viste da qui, sono tutte varianti dello stesso tema. Il bruco che setaccia, la falena che eredita, la Heliconius che impara a digerire il polline, il maschio che raccoglie sodio sul fango per regalarlo, il fungo che concentra, l'ambrosia che coltiva, il cervo volante che aspetta cinque anni: ognuno è un modo diverso di posizionarsi lungo una coda di distribuzione che finisce, a monte, in un enzima batterico.

E qui c'è l'ultima nota, che è quella che di solito fa più impressione. All'inizio del Novecento Fritz Haber e Carl Bosch hanno messo a punto un processo industriale per rompere il triplo legame dell'azoto atmosferico con alte temperature, alte pressioni e un catalizzatore, producendo ammoniaca. Da lì vengono i fertilizzanti di sintesi.

Le stime correnti indicano che una frazione consistente dell'azoto presente oggi nel corpo di una persona che vive con una dieta industriale — in molti calcoli attorno alla metà — è entrato nella biosfera non attraverso un batterio, ma attraverso una fabbrica. Per quattro miliardi di anni l'unica porta d'ingresso era microbica. Da circa un secolo ce n'è una seconda, e l'abbiamo costruita noi.

Il che significa che il vincolo attorno al quale una Saturnia ha organizzato l'intero suo ciclo vitale — rinunciando alla bocca — è lo stesso che, allentato per via industriale, ha permesso alla popolazione umana di quadruplicare in cent'anni. Stesso atomo, stesso triplo legame, due risposte diverse.

La prossima volta che in giardino c'è una falena immobile su un muro, vale la pena ricordare che quella non ha fame, e non potrebbe averne. Sta spendendo un capitale accumulato da qualcun altro, che era lei, in un'altra forma, qualche mese fa, mangiando foglie senza fermarsi mai.