In assenza di cervello, i vegetali hanno sviluppato un sofisticato sistema di allarme basato su
segnali elettrochimici. Un esperimento a base di proteine fluorescenti e bruchi affamati ha rivelato
come funziona.
17 SETTEMBRE 2018 | ELISABETTA INTINI
Una larva di cavolaia minore (Pieris rapae) addenta e fagocita un pezzo di foglia: subito dopo,
un’onda di luce si propaga in ciò che resta della pianta, come a segnalare l’attacco in corso. Il
video che vedete è servito a dimostrare come funziona il sistema di allarme che le piante utilizzano
per attivare meccanismi ormonali di difesa, ultimo baluardo contro i parassiti.
Si sapeva che – anche in assenza di cervello e sistema nervoso – questi organismi possono attivare
un meccanismo di segnalazione che copre anche grandi distanze, e che la “ferita” di una foglia è
sufficiente a innescare questa forma di comunicazione, di natura elettrochimica. Quello che non si
sapeva è quali sostanze siano coinvolte, e in quale successione.
SADICO INTERRUTTORE. Il team nippo-statunitense che ha condotto l’esperimento, pubblicato su
Science, ha scoperto che in gioco ci sono calcio e glutammato, le stesse sostanze implicate nella
comunicazione di segnali nervosi nell’organismo animale. Il calcio era da subito un buon candidato.
Si trova ovunque nelle cellule e segnala i cambiamenti ambientali trasmettendo un segnale elettrico.
Ma è anche una sostanza difficile da tracciare, perché le sue concentrazioni cambiano di continuo.
Masatsugu Toyota dell’Università di Saitama, in Giappone, e Simoin Gilroy, dell’Università del
Wisconsin-Madison, hanno sviluppato piante che producono una proteina fluorescente soltanto in
prossimità delle concentrazioni di calcio. Quindi, hanno sottoposto le poverette a morsi di bruchi,
tagli e altre dolorose “ferite”.
LUCI DI EMERGENZA. I video hanno mostrato le piante “illuminarsi” con onde di luce che partivano dal
punto del danno inferto e si propagavano in un paio di minuti al resto del vegetale, muovendosi
attraverso le concentrazioni di calcio. Il segnale si è spostato velocemente, alla velocità di circa
un millimetro al secondo (ma comunque a una frazione della velocità degli impulsi nervosi).
Dopo pochi minuti, i livelli di un ormone difensivo sono saliti alle stelle anche nelle foglie
distanti. Questa sostanza prepara i vegetali a futuri pericoli, per esempio alterando i meccanismi
di crescita o aumentando il livello di sostanze tossiche per dissuadere i predatori.
L’ANELLO MANCANTE. Rimaneva da capire come armonizzare questa scoperta con gli studi passati, che
hanno dimostrato che i segnali elettrici che innescano meccanismi di difesa nelle piante dipendono
dai recettori per il glutammato, un amminoacido che è uno dei maggiori neurotrasmettitori negli
animali e nelle piante. Si è visto infatti che le piante private di questi recettori perdono
l’abilità di trasmettere segnali elettrici in risposta alle minacce.
REAZIONI A CATENA. Toyota e colleghi hanno dimostrato che le piante mancanti dei recettori per il
glutammato, se ferite, mandano pochi segnali luminosi e in zone marginali: si pensa quindi che la
ferita scateni il rilascio di glutammato il quale, a sua volta, attiva la produzione di calcio e il
suo rilascio in tutta la pianta. Il calcio, infine, innesca il rilascio di ormoni difensivi.
La ricerca ha unito in modo organico decenni di studi sulla comunicazione di emergenza nelle piante.
Anche se sembrano inerti, queste creature viventi hanno un modo dinamico e reattivo di prepararsi a
futuri pericoli.
science.sciencemag.org/content/361/6407/1112
da focus.it
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