Comunicazione vegetale: in caso di pericolo le piante si “parlano” grazie ai composti volatili

Uno studio giapponese ha visualizzato come avviene la comunicazione tra vicini. In caso di danno o minaccia, si producono composti organici volatili che vengono percepiti dagli esemplari vicini e ne attivano i geni per azionare risposte di difesa

In caso di pericolo, danno o attacchi di insetti, le piante emettono nell’atmosfera alcuni composti organici volatili (VOC) attraverso gli stomi, piccoli fori sulle foglie, aperture attraverso cui avvengono gli scambi gassosi.

Gli esemplari vicini, non ancora danneggiati, percepiscono i VOC rilasciati come segnali di allarme e possono attivare quindi risposte di difesa contro le minacce imminenti. Questa comunicazione tra piante le protegge da eventuali epidemie, minimizzando il rischio di moria della popolazione specifica.

A scoprire questo scambio di comunicazioni è stato un gruppo di ricerca dell’Università giapponese di Saitama guidato da Yuri Aratani, che ha visualizzato per la prima volta in diretta questo scambio di composti. Come si legge sulle pagine di Nature Communications, gli esperimenti sono stati eseguiti in laboratorio, con diversi esemplari di Arabidopsis thaliana (pianta del tabacco usata come modello in botanica).

Arabidopsis thaliana
Immagine da Nature: “Green leaf volatile sensory calcium transduction in Arabidopsis”

Gli esperti hanno costruito strumenti appositi per incanalare le molecole volatili prodotte dagli esemplari danneggiati in direzione di altri esemplari vicini, e hanno modificato artificialmente con dei biosensori le piante in modo che producessero proteine fluorescenti in risposta alle sostanze volatili.  Seguendo il fenomeno con tecniche di imaging in tempo reale, i ricercatori hanno potuto così osservare in diretta un aumento della concentrazione di ioni calcio (Ca2+ citosolico) nelle foglie di Arabidopsis e l’attivazione dei geni legati alla difesa.

Questo tipo di comunicazione tra vegetali, definito plant eavesdropping, è noto da circa quarant’anni, ma è stato visualizzato solo ora per la prima volta. Grazie a questa modalità comunicativa riescono a “parlarsi”, oltre al tabacco anche salici, pioppi e piante di pomodoro.

A riprova di quanto scoperto, gli esperti hanno anche verificato che quando si impedisce artificialmente al calcio di agire, le piante smettono di prepararsi a difendersi, e che quando si impedisce agli stomi di aprirsi, scompaiono i segnali legati alla presenza di calcio.