Le piante, secondo Jack C Schultz, “sono solo animali molto lenti”.
Questo non è un malinteso della biologia di base. Schultz è professore presso la Divisione di Scienze delle piante presso l’Università del Missouri in Columbia e ha trascorso quattro decenni a indagare sulle interazioni tra piante e insetti. Conosce le sue cose.
Piuttosto, sta sottolineando le percezioni comuni dei nostri cugini frondosi, che ritiene siano troppo spesso liquidate come parte dei mobili. Le piante combattono per il territorio, cercano cibo, sfuggono ai predatori e intrappolano le prede. Sono vivi come qualsiasi animale e, come gli animali, mostrano un comportamento.
“Per vederlo, devi solo fare un filmato veloce di una pianta che cresce – quindi si comporterà come un animale, “si entusiasma Olivier Hamant, uno scienziato vegetale all’Università di Lione, in Francia. In effetti, una telecamera time-lapse rivela il mondo alieno del comportamento delle piante in tutto il suo splendore, come può attestare chiunque abbia visto la famosa sequenza del bosco della serie Life di David Attenborough.
Queste piante si stanno muovendo con scopo, il che significa che devono essere consapevoli di ciò che accade intorno a loro. “Per rispondere correttamente, le piante necessitano anche di sofisticati dispositivi di rilevamento sintonizzati su condizioni variabili”, afferma Schultz.
Allora, qual è il senso delle piante? , se credi a Daniel Chamovitz dell’Università di Tel Aviv in Israele, non è così diverso dalla nostra come ci si potrebbe aspettare.
Quando Chamovitz ha deciso di scrivere il suo libro del 2012 What a Plant Knows – in cui esplora il modo in cui le piante vivono il mondo attraverso la ricerca scientifica più rigorosa e aggiornata – lo ha fatto con una certa trepidazione.
“Ero incredibilmente diffidente riguardo a quale sarebbe stata la risposta”, egli dice.
Una sinfonia di Beethoven ha poche conseguenze per una pianta, ma l’approccio di un affamato caterpillar è un’altra storia
La sua preoccupazione non era infondata. Le descrizioni nel suo libro di piante che vedono, odorano, sentono e, in effetti, conoscono hanno echi di The Secret Life of Plants, un libro popolare pubblicato nel 1973 che faceva appello a una generazione cresciuta con il potere dei fiori, ma conteneva poco in termini di fatti .
L’affermazione più duratura del libro precedente, forse, è l’idea completamente screditata che le piante rispondano positivamente al suono della musica classica.
Ma lo studio della percezione delle piante è arrivato molta strada dagli anni ’70, e negli ultimi anni c’è stato un aumento della ricerca sui sensi delle piante. La motivazione di questo lavoro non è stata semplicemente quella di dimostrare che “anche le piante hanno sentimenti”, ma piuttosto di chiedersi perché, e in effetti come , una pianta percepisce l’ambiente circostante.
Entrano Heidi Appel e Rex Cocroft, colleghi di Schultz nel Missouri che stanno cercando la verità sull’udito delle piante.
“Il contributo principale del nostro lavoro è stato quello di fornire una ragione per cui le piante sono influenzate dal suono “, afferma Appel. A Beetho ven sinfonia ha poche conseguenze per una pianta, ma l’approccio di un bruco affamato è un’altra storia.
Nei loro esperimenti, Appel e Cocroft hanno scoperto che le registrazioni dei rumori sgranocchianti prodotti dai bruchi facevano inondare le piante foglie con difese chimiche progettate per allontanare gli aggressori. “Abbiamo dimostrato che le piante rispondevano a un” suono “ecologicamente rilevante con una risposta ecologicamente rilevante”, afferma Cocroft.
Abbiamo nasi e orecchie, ma cosa ha una pianta?
La rilevanza ecologica è fondamentale. Consuelo De Moraes dell’Istituto Federale Svizzero di Tecnologia di Zurigo, insieme a collaboratori, ha dimostrato che, oltre a poter sentire gli insetti in avvicinamento, alcune piante possono o annusarli, oppure annusare segnali volatili rilasciati dalle piante vicine in risposta ad essi .
Più minacciosamente, nel 2006 ha dimostrato come una pianta parassita conosciuta come la vite tremula annusa un potenziale ospite. La vite tremula poi si dimena nell’aria, prima di avvolgersi attorno allo sfortunato ospite ed estrarne i nutrienti.
Concettualmente, non c’è molto che distingua queste piante da noi. Annusano o sentono qualcosa e poi agiscono di conseguenza, proprio come noi.
Ma, ovviamente, c’è una differenza importante. “Non sappiamo veramente quanto siano simili i meccanismi di percezione degli odori nelle piante e negli animali, perché non sappiamo molto di quei meccanismi nelle piante”, afferma De Moraes.
Abbiamo nasi e orecchie , ma cosa ha una pianta?
La mancanza di evidenti centri di input sensoriali rende più difficile comprendere i sensi della pianta. Non è sempre così – i fotorecettori che le piante usano per “vedere”, per esempio, sono abbastanza ben studiati – ma è certamente un settore che merita ulteriori indagini.
Da parte loro, Appel e Cocroft spera di rintracciare la parte o le parti di una pianta che rispondono al suono.
I ricercatori hanno iniziato a trovare schemi ripetitivi che suggeriscono profondi paralleli con gli animali
Probabili candidati sono proteine meccanorecettrici presenti in tutte le cellule vegetali. Questi convertono le micro-deformazioni del tipo che le onde sonore possono generare mentre attraversano un oggetto in segnali elettrici o chimici.
Stanno testando per vedere se le piante con meccanocettori difettosi possono ancora rispondere al rumore degli insetti. Per una pianta, a quanto pare, potrebbe non esserci bisogno di qualcosa di ingombrante come un orecchio.
Un’altra abilità che condividiamo con le piante è la propriocezione: il “sesto senso” che ci consente (alcuni di) noi di toccare digitare, destreggiarsi e in generale sapere dove si trovano i vari pezzi del nostro corpo nello spazio.
Perché questo è un senso che non è intrinsecamente legato a un organo negli animali, ma piuttosto si basa su un ciclo di feedback tra i meccanocettori in muscoli e cervello, il confronto con le piante è più ordinato. Sebbene i dettagli molecolari siano leggermente diversi, le piante hanno anche meccanorecettori che rilevano i cambiamenti nell’ambiente circostante e rispondono di conseguenza.
“L’idea generale è la stessa”, afferma Hamant, coautore di una recensione del 2016 di ricerca sulla propriocezione. “Finora, quello che sappiamo è che nelle piante ha più a che fare con i microtubuli, che rispondono all’allungamento e alla deformazione meccanica.”
In effetti, uno studio pubblicato nel 2015 sembra mostrare somiglianze che vanno ancora più in profondità , suggerendo un ruolo per l’actina – una componente chiave nel tessuto muscolare – nella propriocezione delle piante. “Questo è meno supportato”, dice Hamant, “ma ci sono state alcune prove che le fibre di actina nei tessuti sono coinvolte; quasi come i muscoli.”
Questi risultati non sono unici. Con il progredire della ricerca sui sensi delle piante, i ricercatori hanno iniziato a trovare schemi ripetuti che suggeriscono profondi paralleli con gli animali.
Oggi ci sono ricercatori di piante che indagano su tali aree non vegetali come memoria, apprendimento e risoluzione dei problemi
Nel 2014, un team dell’Università di Losanna in Svizzera ha dimostrato che quando un bruco attacca un Pianta di Arabidopsis, innesca un’ondata di attività elettrica. La presenza di segnali elettrici nelle piante non è un’idea nuova – il fisiologo John Burdon-Sanderson l’ha proposta come meccanismo per l’azione del Venus flytrap già nel 1874 – ma ciò che sorprende è il ruolo svolto dalle molecole chiamate recettori del glutammato. / p>
Il glutammato è il neurotrasmettitore più importante del nostro sistema nervoso centrale e svolge esattamente lo stesso ruolo nelle piante, tranne con una differenza fondamentale: le piante non hanno sistemi nervosi.
“Molecolare la biologia e la genomica ci dicono che le piante e gli animali sono composti da un insieme sorprendentemente limitato di “elementi costitutivi” molecolari molto simili “, afferma Fatima Cvrčková, ricercatrice presso la Charles University di Praga, Repubblica Ceca. La comunicazione elettrica si è evoluta in due modi distinti, ogni volta impiegando una serie di elementi costitutivi che presumibilmente risale alla divisione tra animali e piante circa 1,5 miliardi di anni fa.
“L’evoluzione ha portato a un certo numero di potenziali meccanismi di comunicazione e, sebbene sia possibile arrivarci in modi diversi, il punto finale è sempre lo stesso “, afferma Chamovitz.
La consapevolezza che esistono tali somiglianze e che le piante hanno una capacità molto maggiore percepire il loro mondo di quanto le apparenze possano suggerire, ha portato ad alcune notevoli affermazioni sull ‘”intelligenza vegetale”, e ha persino generato una nuova disciplina. La segnalazione elettrica nelle piante è stata uno dei fattori chiave nella nascita della “neurobiologia vegetale” (un termine usato nonostante la mancanza di neuroni nelle piante), e oggi ci sono ricercatori di piante che studiano aree tradizionalmente non vegetali come la memoria, l’apprendimento e il problema -solving.
Nonostante la mancanza di occhi, piante come Arabidopsis possiedono almeno 11 tipi di fotorecettori, rispetto ai nostri miseri quattro
Questo modo di pensare ha persino portato i legislatori svizzeri a stabilire linee guida progettate per proteggere “la dignità delle piante”, qualunque cosa significhi.
E mentre molti considerano metaforici termini come “intelligenza vegetale” e “neurobiologia vegetale”, che sono stati ancora oggetto di molte critiche, non ultimo da Chamovitz. “Penso che le piante siano intelligenti? Penso che le piante siano complesse”, dice. La complessità, dice, non deve essere confusa con l’intelligenza.
Quindi, sebbene sia utile descrivere le piante in termini antropomorfici per comunicare idee, ci sono dei limiti. Il pericolo è che finiamo per vedere le piante come versioni inferiori degli animali, il che non coglie completamente il punto.
“Noi scienziati delle piante siamo felici di parlare di somiglianze e differenze tra lo stile di vita delle piante e degli animali quando presentiamo i risultati di ricerca sulle piante al grande pubblico “, afferma Cvrčková.Tuttavia, ritiene che fare affidamento su metafore basate sugli animali per descrivere le piante porti dei problemi.
“Vuoi evitare, a meno che tu non sia interessato a un dibattito (di solito futile) sulla capacità di una carota di provare dolore quando lo mordi. “
Le piante sono estremamente adatte a fare esattamente ciò di cui hanno bisogno. Potrebbero essere prive di sistema nervoso, cervello e altre caratteristiche che associamo alla complessità, ma eccellono in altri settori .
Siamo più simili a piante di quanto vorremmo pensare
Ad esempio, nonostante la mancanza di occhi, piante come Arabidopsis possiedono almeno 11 tipi di fotorecettori, rispetto ai nostri miseri quattro. Ciò significa che, in un certo senso, la loro visione è più complessa della nostra. Le piante hanno priorità diverse e il loro senso sensoriale i sistemi riflettono questo. Come sottolinea Chamovitz nel suo libro: “la luce per una pianta è molto più di un segnale; la luce è cibo. “
Quindi, mentre le piante affrontano molte delle stesse sfide degli animali, le loro esigenze sensoriali sono ugualmente modellate dalle cose che le distinguono.” Il radicamento delle piante – il fatto che non si muovano – significa che in realtà devono essere molto più consapevoli del loro ambiente di quanto non lo facciamo io o te “, afferma Chamovitz.
Per apprezzare appieno il modo in cui le piante percepiscono il mondo, è importante che gli scienziati e il pubblico in generale le apprezzino per cosa sono.
“Il pericolo per le persone delle piante è che se continuiamo a fare confronti con gli animali potremmo perdere il valore delle piante”, dice Hamant.
“Mi piacerebbe vedere le piante riconosciute più come gli esseri viventi straordinari, interessanti ed esotici che sono “, concorda Cvrčková,” e meno come una semplice fonte di nutrizione umana e biocarburanti. “Un tale atteggiamento andrà a beneficio di tutti. Genetica, elettrofisiologia e la scoperta dei trasposoni lo sono solo alcuni esempi di campi che hanno avuto inizio con la ricerca sulle piante e si sono tutti rivelati revo cautelare per la biologia nel suo insieme.
Al contrario, la consapevolezza che abbiamo alcune cose in comune con le piante potrebbe essere un’opportunità per accettare che siamo più simili alle piante di quanto vorremmo pensare, proprio come le piante sono più animaleschi di quanto normalmente supponiamo.
“Forse siamo più meccanicisti di quanto pensiamo di essere”, conclude Chamovitz. Per lui, le somiglianze dovrebbero avvisarci della “sorprendente complessità delle piante e dei fattori comuni che connettono tutta la vita sulla Terra.
” Allora possiamo iniziare ad apprezzare l’unità in biologia. “
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