La crescita del tè

Nel 500 circa, secondo la leggenda, il monaco buddista Bodhidharma trascorse nove anni di fronte alla parete di una grotta, meditando in silenzio ma rimanendo sveglio e concentrato. Alla fine, però, si assopì, e quando si svegliò era così arrabbiato con se stesso che si strappò le palpebre e le gettò a terra in preda al disgusto. Da questa carne scartata crebbe una pianta da cui i seguaci di Bodhidharma potevano ricavare una bevanda che stimolava la mente e calmava i nervi. Era la prima pianta di tè, e la bevanda era perfetta per i monaci che meditavano.

Il genoma della pianta recentemente sequenziato racconta una storia diversa, tuttavia, il che significa che gli scienziati dovranno costruire un conto più plausibile della trasformazione del tè da una pianta che cresceva selvatica in Cina a una coltura che è la base della seconda bevanda più popolare del mondo, dopo l’acqua. Ogni giorno la popolazione mondiale consuma più di 2 miliardi di tazze di tè. Il tè è coltivato commercialmente in più di 60 paesi e produce un raccolto annuale di più di 5 milioni di tonnellate di foglie, che vengono raccolte o tagliate dalla crescita più fresca delle piante.

Il viaggio della pianta del tè si riflette nel suo nome, Camellia sinensis. Camellia indica che il tè è una pianta legnosa, strettamente legata ai cespugli ornamentali che si sono guadagnati un posto in innumerevoli giardini grazie ai loro fiori, e sinensis indica le sue origini cinesi.

La diffusione della produzione e del consumo del tè dalla Cina al resto del mondo è ben documentata. Il tè fu portato in Giappone da un altro sacerdote buddista intorno all’anno 1200. Gli olandesi portarono il tè in Europa nel 1610, e gli inglesi ne svilupparono il gusto circa 50 anni dopo. Fino alla metà del XIX secolo, la Cina ha fornito il tè all’Occidente, ma dopo decenni di tensione, con conseguente guerra dell’oppio, la Gran Bretagna ha cercato di coltivare il tè per sé in India. Da lì, la coltivazione del tè si diffuse attraverso l’impero britannico e oltre.

Ma è più difficile determinare quando, dove e perché il tè fu addomesticato per la prima volta, poiché ciò avvenne prima che si cominciassero a tenere registri scritti affidabili. Si pensa che sia stato usato per la prima volta in Cina come erba medicinale, probabilmente favorito per le sue proprietà leggermente stimolanti, prima di diventare una bevanda venerata per i suoi sapori delicati. Le stime attuali collocano questo primo uso a 3.500-4.000 anni fa. Ma “la prima menzione inequivocabile del tè in un testo proviene da un contratto di lavoro di circa 2.000 anni fa”, dice Lawrence Zhang, uno storico dell’Università di Scienza e Tecnologia di Hong Kong. “Una delle cose che il servo doveva fare era andare al mercato e comprare questa pianta per il suo padrone”

Le prime prove archeologiche del consumo di tè rientrano in un periodo simile. Nel 2016, i componenti molecolari distintivi del tè sono stati trovati nella materia vegetale raccolta nel nord-est della Cina e in Tibet, e poi datati al carbonio a circa 2.100 anni fa1. Ma per andare ancora più indietro, alla prima storia domestica del tè, i biologi stanno cercando indizi nel DNA delle piante di tè di oggi.

Scegliere i tratti

È troppo semplicistico immaginare che ci sia un momento in cui una pianta selvatica si trasforma in un prodotto agricolo. “Di solito c’è un addomesticamento iniziale seguito da un lungo periodo di miglioramento”, dice Jonathan Wendel, un genomico dell’evoluzione delle piante alla Iowa State University di Ames. “E questo miglioramento è ancora in corso in molte delle nostre piante e animali.”

Per ogni pianta attualmente coltivata dall’uomo, quell’addomesticamento iniziale ha coinvolto l’uomo che si è interessato alle piante selvatiche – all’inizio raccogliendo frutta o foglie, per esempio – e poi ha iniziato a coltivarle per il proprio uso. Consapevolmente o no, i coltivatori che propagano preferibilmente le piante che forniscono meglio le qualità che desiderano espongono quella specie alla selezione artificiale.

Con il tempo, questo di solito si traduce in grandi cambiamenti nella specie. Per esempio, il teosinte, l’antenato selvatico del mais, è un’erba selvatica molto ramificata che produce molte piccole spighe – sorprendentemente diverso dai robusti steli singoli del mais coltivato che produce solo poche grandi spighe. Al contrario, tuttavia, le noci del Brasile coltivate sono quasi indistinguibili dai loro antenati selvatici.

Le origini del tè sono offuscate dal fatto che le piante selvatiche di C. sinensis non sono mai state identificate in modo inequivocabile. Cugini stretti di C. sinensis crescono oggi in Cina e nei paesi vicini, ma appartengono chiaramente a specie diverse. E dove è stato trovato il C. sinensis selvatico, la maggior parte degli scienziati pensa che tali piante siano ferali, discendenti dalle coltivazioni.

Questa situazione non è particolarmente insolita. “È diventato un’ovvietà che le forme selvatiche della maggior parte delle nostre colture addomesticate non esistono – non possono essere trovate”, dice Wendel. Ci sono molte ragioni per questo, spiega. La pianta potrebbe essere stata rara e portata all’estinzione, per esempio. Ma perché mai lo sia stata, questo significa che i ricercatori non conoscono il punto da cui è partita la domesticazione del tè. Non hanno visto la pianta che è stata sfruttata per la prima volta dall’uomo, quindi non sanno quali tratti della pianta moderna sono stati introdotti dall’uomo. Piuttosto, devono cercare di dedurre queste informazioni dai suggerimenti nel DNA della pianta e dalla sua biologia.

L’allevamento del tè ha probabilmente selezionato tratti come una maggiore resa, forse scegliendo piante con uniformità stagionale nella crescita e resistenza al freddo e alle malattie. Ma, quasi certamente, ci sarebbe stata anche la selezione per la produzione di composti che rendono il tè un’esperienza piacevole. “La qualità del tè è dovuta principalmente ai suoi metaboliti secondari”, dice Colin Orians, un ecologo della Tufts University di Medford, Massachusetts. Ma queste sostanze chimiche “non sono lì per rendere il tè di buon gusto per gli esseri umani”, dice. Invece, sono i prodotti di percorsi biochimici che aiutano la sopravvivenza della pianta del tè.

Non possiamo essere sicuri del perché ogni componente del tè si sia evoluto, dice Orians, ma alcuni principi generali forniscono indizi. La caffeina che dà al tè i suoi effetti stimolatori è una neurotossina per gli insetti e altri invertebrati, e potrebbe avere benefici antimicrobici. Le catechine – composti che contribuiscono all’amarezza del tè e sono accreditati di mediare i potenziali benefici per la salute del bere il tè – sono flavonoidi, che sono una serie di molecole antiossidanti che aiutano le piante ad affrontare lo stress ossidativo. Alcuni offrono anche la protezione della pianta dagli erbivori o la proteggono dalle radiazioni ultraviolette. E la teanina – la sostanza chimica legata ai potenziali effetti calmanti del tè – è un aminoacido che probabilmente contribuisce alla biochimica dell’azoto e alla sintesi del materiale vegetale.

Qualche combinazione di questi composti ha attirato le persone verso le piante di tè selvatiche, ma da allora, le loro abbondanze relative sono state probabilmente spostate dalla selezione artificiale. “Non ho dubbi che abbiamo iniziato ad apprezzare il tè a causa della caffeina”, dice Orians, “ma ci piace che i nostri stimolanti abbiano anche un buon sapore”. I primi testi sul tè, risalenti all’ottavo secolo, mostrano che veniva spesso preparato con aromi extra come cipolla, zenzero, sale o arancia, suggerendo che il tè da solo era poco gradevole. Il gusto è stato migliorato dalle innovazioni nella lavorazione delle foglie – questi metodi hanno permesso la produzione di tè verde, bianco, nero e oolong dalla stessa pianta – ma è probabile che il tè sia stato anche allevato per un gusto migliore. Certamente, c’è molta sperimentazione nella coltivazione di cultivar di tè – varietà create attraverso l’allevamento selettivo – con nuovi profili di sapore, anche oggi. Ma non è chiaro quando il sapore ha iniziato a guidare la selezione.

A, C, G e il tè

Negli ultimi due decenni, le analisi genetiche hanno trasformato la comprensione delle origini di molte colture, tra cui mais, olive e riso. Ora, il tè si unisce a loro.

Quando le piante vengono addomesticate, diventano sempre più geneticamente distinte dai loro antenati selvatici. Accumulano mutazioni che sono alla base dei tratti per i quali i coltivatori selezionano, e le varianti trovate su regioni di cromosomi vicine a quelle mutazioni possono diffondersi insieme a loro. Col passare del tempo, si accumulano anche differenze genetiche casuali. Di conseguenza, le specie cambiano geneticamente, e ogni ceppo di pianta che viene tenuto separato da altri ceppi dai coltivatori svilupperà anche il proprio profilo genetico. Senza un antenato selvatico da caratterizzare, questi cambiamenti non possono essere osservati direttamente, ma catalogare i genotipi dei ceppi attuali permette ai genetisti di dedurre parte di questa storia.

L’analisi delle differenze genetiche tra i ceppi coltivati rivela in modo più affidabile quanto siano strettamente correlati i ceppi. Più correlati risultano essere due ceppi, più recentemente hanno condiviso un antenato comune. I genetisti possono quindi analizzare le cultivar di oggi per disegnare alberi genealogici che descrivono le loro relazioni. Derivare tali storie evolutive per le piante coltivate è complicato dagli incroci tra cultivar, ma gli ibridi che ne risultano hanno tipicamente genotipi che sono chiaramente una miscela di due serie distinte di geni parentali.

I genetisti possono anche dedurre quali regioni del genoma sono state selezionate dai coltivatori di tè. Quando un tratto genetico favorevole si diffonde rapidamente in una popolazione – a causa degli agricoltori che scelgono di allevare solo le piante di tè che lo hanno – un’intera regione cromosomica fa un giro. Questo significa che le altre versioni della regione genomica sono bandite, e che il tratto del genoma non varierà molto tra i ceppi e le singole piante – un segno sicuro per i genetisti che la regione contiene uno o più geni legati a un tratto prezioso.

I ricercatori hanno usato la genetica per cercare di determinare le relazioni tra i ceppi di tè per 20 anni, e hanno applicato strumenti genetici sempre più sofisticati. Ora esistono circa 1.500 cultivar, che sono state convenzionalmente raggruppate in modi particolari. La divisione più ovvia è tra il tè cinese (C. sinensis var. sinensis) e il tè Assam (C. sinensis var. assamica), che prende il nome dalla regione dell’Assam in India dove è stato coltivato per la prima volta. Il tè cinese ha foglie più piccole rispetto al tè Assam ed è più tollerante ai climi più freddi. Il tè Assam rappresenta solo una piccola frazione del tè coltivato in Cina, ma è ampiamente coltivato in India e in altri paesi caldi. Il rapporto tra queste due varietà è stato a lungo incerto, tuttavia, ed è stato anche poco chiaro come altri sottotipi principali, tra cui il tè Khmer, sono legati a loro.

Il lavoro guidato da Lian-Ming Gao, un genetista evolutivo delle piante presso l’Accademia cinese delle scienze ‘Kunming Institute of Botany, suggerisce che ci sono tre distinte stirpi genetiche di piante di tè. E, provocatoriamente, il team di Gao propone che questa scoperta indica che il tè è stato addomesticato in tre occasioni separate. Il primo tipo è il tè cinese, che secondo gli autori proviene probabilmente dalla Cina meridionale. Ma trovano due tipi distinti di tè Assam: un tè cinese della provincia sud-occidentale di Yunnan e uno indiano della regione di Assam. Le loro analisi mostrano anche che il tè Khmer non è una stirpe separata a sé stante, ma piuttosto un ibrido delle cultivar assamica e sinensis.

Le scoperte iniziali erano basate su frammenti genomici di 300 campioni di tè dalla Cina e 92 dall’India. Altri due studi del team di Gao, utilizzando il DNA dei cloroplasti e tecniche di sequenziamento più sofisticate, hanno successivamente sostenuto questi raggruppamenti. È stato a lungo suggerito che il tè cinese e quello dell’Assam potrebbero avere origini distinte, ma l’idea che il tè dell’Assam sia composto da due stirpi distinte che sono state addomesticate separatamente è più controversa.

Il team di Gao ha poi usato i suoi dati genetici per stimare quando le tre stirpi si sono separate. Prendendo le differenze genetiche tra i ceppi, e poi stimando la velocità con cui i cambiamenti genetici si accumulano in tali piante, i ricercatori possono calcolare quando i lignaggi probabilmente hanno condiviso un antenato comune l’ultima volta. Tali calcoli hanno suggerito che le varietà sinensis e assamica si sono separate 22.000 anni fa – molto prima di qualsiasi data suggerita per l’addomesticamento del tè, e coerente con due popolazioni selvatiche che sono state addomesticate indipendentemente.

La data di separazione delle linee assamica cinese e indiana è molto più recente, 2.770 anni fa – dopo che il tè fu addomesticato per la prima volta. Si può quindi discutere se queste stirpi siano state addomesticate indipendentemente. È possibile che la varietà assamica sia stata addomesticata una sola volta e che sia stata trasportata da persone da una regione all’altra, permettendole di evolversi separatamente nelle due località. “Sono stati dimostrati tre pool di geni diversi”, dice Wendel, “ma questo è molto lontano da tre diverse domesticazioni”.”

Xiao-Chun Wan, un biochimico presso il Laboratorio Chiave di Stato di Biologia e Utilizzo delle Piante di Tè all’Università Agricola Anhui in Cina, è anche scettico su questa conclusione. Nel 2016, il gruppo di Wan ha pubblicato uno studio2 sulle relazioni evolutive del tè, utilizzando anche frammenti genomici, che ha dimostrato una chiara separazione tra il C. sinensis addomesticato e le specie di tè selvatico, e ha mostrato che la varietà sinensis forma un cluster genetico a parte rispetto alla varietà assamica, anche se non ha confrontato le forme indiane e cinesi di assamica.

Nello stesso studio, il gruppo di Wan ha anche cercato di identificare le impronte genetiche che rivelerebbero il processo di selezione che ha subito il tè domestico. Hanno trovato prove preliminari di selezione per diversi enzimi coinvolti nella generazione di metaboliti secondari, tra cui la caffeina. Il loro lavoro mostra il tipo di analisi che dovrebbe diventare ancora più potente ora che è disponibile un genoma completo, dice Wendel.

Il genoma di C. sinensis var. assamica3 è stato pubblicato nel 2017, e il gruppo di Wan ha pubblicato una bozza di sequenza4 del genoma di C. sinensis var sinensis nel 2018. Questi dati hanno fornito informazioni sull’evoluzione della biosintesi della caffeina nel tè. Wan dice che il genoma, che ha richiesto un decennio al suo gruppo per assemblare, “fornisce una solida base per l’indagine della domesticazione nelle piante di tè”, rendendo possibile fare indagini più dettagliate sulle differenze tra i ceppi. Per cominciare, il confronto di questi genomi completi ha indicato che le varietà assamica e sinensis divergono molto prima di quanto suggerito dal team di Gao, con la prima stima di 380.000-1.500.000 anni fa4.

Il suggerimento che le varietà sinensis e assamica sono state addomesticate indipendentemente richiama l’attenzione sugli eventi nel XIX secolo, quando la Gran Bretagna ha cercato di coltivare il tè in India. Un progresso cruciale avvenne quando, negli anni 1840, Robert Fortune, un botanico scozzese, rubò piante di tè dalla Cina per avviare piantagioni in India – e portò con sé coltivatori di tè cinesi per farlo. Il furto di Fortune è coerente con l’idea che il C. sinensis sia stato addomesticato solo una volta – in Cina.

Al tempo del furto, la Gran Bretagna stava già coltivando del tè in India – ma era la varietà assamica. Nel 1823, Robert Bruce, anche lui scozzese, aveva viaggiato lungo la valle dell’Assam. Lì, venne a conoscenza di un tè selvatico che veniva raccolto e consumato – a volte come verdura, altre volte come bevanda fermentata – dal popolo indigeno Singpho. Poiché la pianta aveva foglie più grandi del tè cinese con cui aveva familiarità, Bruce non era sicuro che fosse un tè genuino. Dopo la sua morte, suo fratello, Charles Bruce, iniziò a coltivare il tè Assam in India – più di un decennio prima delle imprese di Fortune.

Il popolo Singpho potrebbe quindi essere stato responsabile di un secondo, indipendente addomesticamento del tè, anche se rimane la possibilità che tribù migranti come il popolo Shan del sud-est asiatico abbiano portato questo tè in Assam da altrove. Potrebbe anche essere il caso che il tè Assam è stato addomesticato indipendentemente in Cina. Ma lo Yunnan, la principale provincia cinese in cui si coltiva questo tè, dista meno di 1.000 chilometri dall’Assam. Lo scambio agricolo sembra quindi possibile.

Le analisi genetiche chiariranno le relazioni tra le cultivar dell’Assamica. Tuttavia, tali metodi sono meglio impiegati in tandem con le prove storiche e archeologiche.

Nuovi infusi

L’altro problema nel definire l’addomesticamento è che le varietà di tè sono ancora in fase di perfezionamento. Eric Scott, uno studente di dottorato alla Tufts University che lavora con Oriani sui meccanismi di difesa delle piante, ha trascorso giugno e luglio 2017 alla Shanfu Tea Company di Shaxian, in Cina, studiando come i coltivatori di tè stanno usando diverse varietà per fare la versione migliore di un tipo di tè appena popolare.

La cavalletta verde del tè (Empoasca onukii) è un insetto che mangia le piante di tè, e la risposta convenzionale a un attacco era di scartare le foglie colpite. Ma negli anni ’30, gli agricoltori di Taiwan scoprirono che le foglie sopravvissute producevano un tè eccellente. Quando vengono attaccate dalle cavallette, le piante di tè rispondono producendo un segnale di allarme chimico che attira i ragni saltatori, un predatore naturale delle cavallette. “Questi segnali di allarme sono semplicemente deliziosi”, dice Scott. “Hanno un bell’aroma mieloso e fruttato che finisce nel tè lavorato e ne aumenta davvero la qualità”. Questo tè Eastern Beauty è di moda al momento, quindi gli agricoltori stanno esplorando quali varietà sono più favorevolmente trasformate dal loro meccanismo di difesa contro questo insetto.

Scott sottolinea che questo è solo un esempio di agricoltori che esplorano nuove varietà per fare un tè migliore, insieme ai mutanti albini ricchi di teanina e poveri di catechina e le varietà a foglie viola. Zhang è d’accordo, dicendo che la produzione di tè in India è concentrata su “grandi piantagioni, lavorazione industrializzata e controllo di qualità più centrale”, mentre in Asia orientale, il tè è coltivato principalmente in piccole aziende agricole e con più diversificazione. “Il tè è in continuo movimento”, dice.

Perché la forza selettiva delle persone non sta mai ferma, la genetica cambierà sempre, dice Orians. “L’addomesticamento non finisce mai”

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