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Le piante possono parlare? Ecco come comunicano

Le piante nel corso della loro evoluzione, non potendo muoversi perché ancorate al terreno, hanno sviluppato un ottima capacità di adattamento. In un ecosistema, ogni elemento costituente è in stretta connessione con gli altri e con l’ambiente circostante; più è complesso questo sistema di interazioni, meno l’ecosistema è soggetto a squilibri provocati dalla modificazione repentina di una qualunque delle innumerevoli variabili in gioco. La forma più evoluta di un ambiente naturale sono il bosco e la foresta, composti da una popolazione di alberi eterogenea, dove i singoli individui sono in forte connessione tra di loro. Per una pianta, uno dei problemi principali è l’ attacco da parte deglierbivori e degli insetti  che si sviluppano a spese delle piante come i fitofagi (che si nutrono di alcuni tessuti della pianta) e gli xilofagi (che si nutrono del legno). Potenzialmente una pianta potrebbe essere immortale, se non ci fossero le sollecitazioni ambientali, quelle antropiche e biotiche in grado di provocare danni, rendendo la pianta vulnerabile all’invasione da parte dei microrganismi. Attraverso ferite di qualsiasi dimensione, nella pianta possono penetrare agenti micologici (i funghi) che disgregano la materia legnosa, decomponendola. L’evoluzione operata dalle piante in milioni di anni, le ha portate a sviluppare strategie di difesa che superano il loro stato di immobilità grazie a sistemi di comunicazione, offrendo alla popolazione la possibilità di scambiarsi informazioni.Le piante parlano fra loro

Come parlano le piante

Le interazioni tra pianta e pianta o tra pianta ed insetto sono ancora poco conosciute, ma è ormai provato che abbiano sviluppato un sistema di comunicazione tramite l’invio e la ricezione di segnali chimici. Le piante reagiscono all’ attacco dei fitofagi mettendo in atto vari meccanismi di difesa, e gli insetti a loro volta rispondono con stratagemmi per superare queste difese: c’è quindi una continua evoluzione da parte di chi è predato e di chi preda. I sistemi che le piante adottano per difendersi dagli insetti sono di tipo costitutivo diretto (adattamenti fisiologici, metabolici e biochimici es. metaboliti tossici, tricomi, spinescenza ecc…) o indotti dall’attività trofica dell’insetto (produzione di HIPVs, Herbivore induced plant volatiles). I meccanismi di difesa indotti si possono suddividere in diretti o indiretti: i primi includono la produzione di sostanze che agiscono contro il fitofago (composti volatili, repellenti, tossine, essudati, ecc…); quelli indiretti invece sono rivolti agli antagonisti naturali, i sinomoni sono sostanze chimiche volatili che aiutano gli insetti utili a raggiungere le loro prede. Molto interessante è lo studio dei segnali che le piante sotto attacco sono in grado di inviare alle altre ancora sane per avvisarle dell’arrivo del fitofago, in modo che quest’ultime possano “prepararsi”, attivando specifiche barriere. A volte però la produzione di questi composti volatili da parte delle piante può attrarre l’attenzione di altri fitofagi che, avendo imparato il significato di quel segnale biochimico, attaccano la pianta già indebolita. Le piante comunicano e collaborano solamente tramite sostanze, ma formano anche una e vera e propria rete sotterranea tramite l’anastomizzazione delle radici, ovvero gli innesti naturali che si formano nell’apparato radicale (anche tra individui di diversa specie), che consente il trasferimento di sostanze da una pianta ad un’altra. Se questo sistema sotterraneo viene danneggiato, o se vede la morte di uno dei suoi componenti, può diventare una via preferenziale per la propagazione di funghi, virus e batteri in tutta la popolazione.Le piante parlano fra loro

Come si difendono le piante sotto attacco

La pianta è in grado di percepire la presenza di predatori riconoscendo alcune sostanze presenti nella saliva degli insetti, oppure che ricoprono le uova del fitofago. Nel momento in cui queste sostanze vengono riconosciute dalla pianta, si attivano dei geni che provocano il segnale di allerta per la popolazione circostante. Le reazioni che la pianta opera dal momento in cui ha individuato il fitofago possono essere

  • Risposte dirette – Creazione di una barriera nutrizionale, cioè produzione di metaboliti secondari e proteine tossiche per l’insetto all’interno dei tessuti predati e attivazione di inibitori della predazione.
  • Risposte indirette – Sintesi di composti allelochimici molto volatili, in grado di attrarre gli insetti antagonisti naturali del fitofago che sta compiendo l’aggressione.
  • Segnale di allarme – La pianta attaccata avvisa gli individui sani attivando processi che producono particolari acidi (acido salicilico e acido jasmonico) che successivamente vengono dispersi nell’atmosfera circostante in modo da “avvisare” le altre piante dell’attacco imminente.

Nonostante le tattiche difensive degli organismi vegetali, gli insetti sono in continua evoluzione per superare le difese della pianta e lo fanno ad esempio attraverso l’attivazione di un metabolismo secondario, l’aumento dell’attività fagica, il miglioramento dei loro enzimi digestivi, etc. Alcuni insetti si specializzano nella predazione di una sola specie vegetale (alta specificità) producendo nuovi metaboliti, detossificanti e proteinasi per ovviare e superare le barriere nutrizionali realizzate dalle piante. Addirittura possono creare associazioni con microorganismi, altri insetti o animali, che li aiutino a superare gli ostacoli difensivi.

L’interazione tra piante e insetti

Gli allelochimici sono messaggeri chimici che consentono lo scambio di informazioni a qualsiasi livello, addirittura tra regni differenti (vegetale e animale). Sono sostanze ancora poco conosciute ma soggette a continui studi. In particolare i cairomoni ed i sinomoni sono le molecole responsabili dei segnali scambiati tra pianta-insetto e tra insetto-insetto. I cairomoni, per esempio, possono essere l’odore delle uova di un particolare fitofago che attira i parassitoidi oofagi (insetti che parassitizzano le uova). I sinomoni, come l’odore emesso dai fiori che attira gli insetti pronubi, sono le sostanze volatili rilasciate da piante infestate per richiamare i nemici naturali degli insetti aggressori. Oggi, in alcuni studi, si cerca di modificare le interazioni tra pianta e insetto tramite lo sviluppo di O.G.M. (organismi geneticamente modificati) in grado di produrre messaggi allelochimici che secondo alcuni ricercatori sarebbero più efficaci contro le infestazioni rispetto agli attuali feromoni utilizzati nella lotta integrata.

Le piante parlano fra loro

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