Il segreto biologico di questa pianta è stato di recente svelato, ma volendo in molti potevano averlo intuito già da tempo: Le piante (e tutti gli organismi viventi) in grado di meglio sopravvivere in ambienti avversi sono quelle che hanno una maggiore capacità di adattamento (codificata nel loro genotipo), che si esprime in questo caso nella produzione da parte delle bacche di una sostanza, la capsaicina, avente l'effetto di proteggere la pianta dai parassiti fungini del genere Fusarium, agente eziologico (causale) di varie malattie delle piante coltivate. La capsaicina inoltre conferisce ai frutti la caratteristica piccantezza a tutti nota.

Ricercatori maggiormente interessati ad aspetti colturali che evoluzionistici hanno però subito notato che a volte i peperoncini sono privi in parte, o del tutto della caratteristica piccantezza; ciò, è stato scoperto, si verificherebbe al diminuire della disponibilità di acqua, che quindi in questo caso non rileverebbe per il suo ruolo 'nutrizionale', ma come segnale della presenza, o meno di umidità.

Al crescere dell'umidità ambientale è attivata la sintesi della capsaicina, che è quindi maggiormente presente in quelle varietà che hanno sviluppato resistenza a patogeni fungini del genere Fusarium, essendo state selezionate dall'ambiente avverso in quelle condizioni in cui tale patogeno fungino è più presente, ovvero in ambienti umidi, dove la crescita dei funghi è favorita.

La resistenza al Fusarium sviluppata dal peperoncino sarebbe associata anche ad una minore efficienza di questa pianta nell'utilizzo di acqua per la crescita.

Gli scienziati per acquisire le informazioni sopra riportate hanno esaminato le differenze nei valori del paramentro piccantezza in 12 popolazioni di peperoncini selvatici del sud-est della Bolivia, che crescono lungo una linea di 185 miglia che gradualmente si estende da una zona relativamente secca verso una più umida (link geografia-clima Bolivia). Essi hanno condotto una valutazione dei dati statistici nella popolazione oggetto di studio per cinque volte, tra il 2002 ed il 2009, ed ogni volta hanno etichettato le piante in modo che i valori risultanti del parametro in oggetto potessero essere confrontati nelle successive indagini.

Il 15-20% delle piante delle regioni più secche del nord-est della Bolivia sono risultate avere frutti piccanti e tale caratteristica cresceva lungo la linea geografica oggetto di attenzione mana mano che nel raccogliere campioni i ricercatori si spostavano verso il più umido sud-est, dove mai trovarono una sola pianta che producesse frutti piccanti.

I ricercatori hanno poi selezionato tre popolazioni di peperoncini che producevano sia frutti piccanti che non e raffrontato le oscillazioni di tale parametro nelle piante, in rapporto al regime idrico delle zone in cui esse erano coltivate. Essi poi li riseminarono all'interno della serra dell'orto botanico dell'Università di Washington per valutare meglio in condizioni di laboratorio quanto la variazione di disponibilità d'acqua influisse sul carattere 'piccantezza'.

Le 330 piante originatesi furono coltivate in identiche condizioni di umidità fino alla fioritura, dopodiché furono separate in due gruppi, uno a cui fu somministrata una gran quantità di acqua e uno che invece fu sottoposto a condizioni di stress, con somministrazione di solo la quantità di acqua normalmente disponibile nell'area più secca della Bolivia, dalla quale i semi provenivano.

In definitiva è stato rilevato che al diminuire dell'umidità si riduce la sintesi di capsaicina al diminuire della frequenza dell'infezione fungina, ma aumenta quella di semi di peperoncino e particolarmente in quelle varietà che, come sopra accennato, hanno una maggiore resistenza alla carenza d'acqua, ovvero una maggiore efficienza nel suo uso; tali piante sono contemporaneamente anche le stesse che risultano più sensibili alle infezioni di Fusarium.

La produzione di semi richiede disponibilità di acqua nel suolo ed elementi fertilizzanti, sostanze poi accumulate in parte nei tessuti del seme, per garantirne la germinazione.

L'efficienza di uso nell'acqua significa in genere, minore sua dispersione per traspirazione e quindi maggiore capacità di tenere aperti gli stomi in sua scarsità (stress idrico). Solo con gli stomi aperti le piante possono svolgere la fotosintesi e quindi produrre ed accumulare riserve, parte delle quali nei semi, per assicurarne la germinazione.

In conclusione le varietà di peperoncino meno resistenti al Fusarium sarebbero più produttive (in senso biologico-adattativo), ovvero sarebbero in grado di produrre più semi a parità di disponibilità di acqua e quindi in condizioni ottimali per la loro crescita, mentre risultano molto sensibili al Fusarium non appena cresce il livello di umidità atmosferica.

Riferisce Haak: 'Ci ha sorpreso di scoprire che il prezzo di produrre capsaicina in piante 'piccanti' coinvolga il rilevante processo fisiologico dell'efficienza nell'uso dell'acqua'.

Egli ha sottolineato che il 90-95% delle piante del campione analizzato presentava un qualche livello di infezione di Fusarium, ma che le piante in grado di produrre frutti piccanti erano più in grado di difendersi.

La ricerca qui segnalata è sta svolta in Bolivia da un gruppo di studiosi che comprende il ricercatore di post-dottorato David Haak, il quale sta svolgendo un dottorato presso l'Università dell'Indiana e che è autore principale dell'articolo che riporta i risultati di questa ricerca. L'articolo è stato pubblicato sugli atti della Royal Society, ovvero l'Accademia inglese delle Scienze, come parte della sua tesi di dottorato svolta presso la Washington State University dal Dott.Haak e dagli altri coautori della ricerca: Leslie McGinnis dell'Università del Michigan, Douglas Levey dell'Università della Florida e Joshua Tewksbury, professore di biologia all'Università di Washington, che dirige il gruppo di ricerca.

Sovvenzioni a questa ricerca sono state fornite tramite borse di studio della Fondazione Nazionale della Scienza (NSF), della Società Geografica Nazionale, della Società di Ricerca scientifica Sigma Xi; e del Dipartimento di biologia dell'Università di Washington.