La sensorialità delle piante

La sensorialità delle piante
27/05/2024
Desmodium

Le piante analizzano continuamente l'ambiente utilizzando più di 700 sensori catalogati nel mondo delle piante per misurare la temperatura, l'umidità, la luce, ecc. Questa vasta gamma di percezioni sensoriali è oggetto di un grande lavoro dei fisiologi vegetali.

Stefano MANCUSO, specialista eminente nei comportamenti delle piante, definisce le piante come
«Esseri fissi, incapaci di fuggire che non costituiti da organi. Hanno una struttura modulare, un po’ come i coralli. Quindi, se un erbivoro arriva e mangia l'80% della pianta, il restante 20% sopravvive. Questa è una grande differenza con gli animali. Esse respirano senza polmoni, si disintossicano senza fegato, digeriscono senza intestino ... e hanno un'intelligenza senza cervello».

Daniel CHAMOVITZ, biologo dell'università di Tel-Aviv e autore del libro recentemente pubblicato
«La pianta e i suoi sensi» (Buchet-Chastel, 2014), completa la descrizione informandoci
che «non hanno occhi eppure vedono, non hanno nasi e tuttavia sentono, non hanno orecchie e tuttavia reagiscono al suono».

Il senso dell'udito

Desmodium gyrans (L.) DC., oggi rinominato Codariocalyx motorius (Houtt.) H. Ohashi, è una delle poche piante in grado di effettuare movimenti rapidi. Ogni foglia è dotata di una cerniera alla base che consente un movimento dell'arto per ottimizzare l'esposizione alla luce solare. Questa mobilità potrebbe anche essere una strategia difensiva dai vari insetti, con la rapida rotazione del fogliame che imita il volo delle farfalle [Lev-Yadun 2013]. Ma più sorprendentemente, questo legume dell'Asia tropicale soprannominato "pianta che danza" ha capacità uditive. Se si fa rumore o si riproduce musica, le foglie cominceranno a muoversi a ritmo...

Nel laboratorio di S. Mancuso, il suo team ha scoperto che le radici di varie piante sono dirette verso il rumore generato dall'acqua che scorre in un tubo sepolto. Ciò suggerisce che queste piante percepiscono il suono dell'acqua fluente. Monica Gagliano dell'Università di Crawley (Australia) ha scoperto che le radici di mais tendono a crescere verso una sorgente sonora la cui frequenza è di circa 200 Hz [Gagliano 2012]. La capacità di usare i suoni non è una prerogativa di animali perché le piante non solo possono percepirli ma anche emetterli. L'esplorazione della comunicazione acustica delle piante è piena di promesse [Gagliano 2013].

Il senso dell'olfatto

La cuscuta (Cuscuta pentagona Engelm.), una pianta rampicante parassita priva di clorofilla, sente la presenza di piante di pomodoro e si deposita su di esse.

Il fenomeno è identico quando viene presentato alla pianta un substrato imbevuto di profumo di pomodoro. Le piantine di cuscuta possono distinguere i composti volatili del grano da quelli del pomodoro e crescere preferibilmente verso il pomodoro. La natura dei sensori che consentono il senso dell'olfatto è sconosciuta, ma tra i mediatori volatili del pomodoro possono essere citati, β-phellandrene, β-mycene e α-pinene [Runyon 2006; Mescher 2006].

Ian BALDWIN dell'Istituto Max Planck per l'ecologia chimica in Germania commenta «Per ora non sappiamo che cosa fa da naso alle piante, ma lo scopriremo nel prossimo decennio».

Il senso del tatto (meccanismi di meccano-percezione)

Possiamo aggiungere un altro senso, quello del tatto, all'immagine della sensibile (Mimosa pudica L.) che chiude le foglie non appena vengono toccate o delle piante carnivore capaci di catturare le prede (principalmente insetti, acari e altri piccoli invertebrati) con trappole attive, come le mosche volanti (Venus flycatcher, Dionaea muscipula Solander ex Ellis) o altre drosera.

La chiusura dei lobi delle foglie dionee è innescata dai peli sensoriali (6 in generale) situati sule facce interne. Non appena un insetto tocca uno dei peli, il meccanismo viene attivato ma la trappola non si chiude ancora completamente. Ciò richiederà un secondo contatto in un periodo di tempo relativamente breve, proteggendo così la pianta da sollecitazioni inutili (dovute, ad esempio, alla caduta di una foglia morta).

Il senso del tatto è meravigliosamente sviluppato durante la crescita di alcune piante rampicanti che hanno tendini che cercano il sostegno su cui avvolgersi. La sensibilità può diventare estrema se si pensa alla torsione angolare del cetriolo (Sicyos angulatus L.) che si avvolge attorno ad un filo di 0,25 grammi, mentre un dito umano rileva lo stesso filo solo quando pesa 2 grammi [Monshausen 2009; Monshausen 2013].

L'apice della radice è dotato di estrema sensibilità agli stimoli ambientali. Infatti, «La punta della radice agisce come il più importante organo sensoriale della pianta; rileva vari parametri fisici come gravità, luce, umidità, ossigeno e sostanze nutritive inorganiche essenziali» [Baluska 2013].

Claude BERNARD e il lavoro di anestesia delle piante

Considerato il fondatore della medicina sperimentale, Claude BERNARD (1813-1878), riteneva che le piante fossero anche in grado di percepire i cambiamenti nell'ambiente. Ha definito questo fenomeno "sensibilità".

Al fine di verificare questa intuizione, ha eseguito alcune anestesia sulle piante e ha mostrato gli effetti di anestetici volatili su vari processi come la germinazione, la fotosintesi e il movimento delle piante. (C. Bernard, "Lezioni sui fenomeni di vita comuni agli animali e alle piante", 1878). L'anestesia può essere definita come una perdita di risposta agli stimoli ambientali.

I neuroni sono le cellule degli esseri viventi più sensibili all'anestetico, a causa della loro specializzazione nell'integrazione delle informazioni sensoriali e di una elevata percezione dell'ambiente. Allo stesso modo, le cellule vegetali sono tutte eccitabili e alcune di esse sono addirittura specializzate nella percezione, trasmissione e integrazione delle informazioni sensoriali. [Grémiaux 2014]. E Claude Bernard conclude: «ciò che è vivo deve sentire e può essere anestetizzato, il resto è morto».

Didier GUÉDON, Esperto del Comitato Francese di Farmacopea

Bibliografia :

  • Baluska F, Mancuso S. Root apex zone as oscillatory zone. Front Plant Sci 2013;4:e354.
  • Gagliano M, Mancuso S, Robert D. Towards understanding plant bioacoustics. Trends Plant Sci 2012;17:323-5.
  • Gagliano M. Green symphonies: a call for studies on acoustic communication in plants. Behav Ecol 2013;24:789-96.
  • Grémiaux A, Yokawa K, Mancuso S, Baluška F. Plant anesthesia supports similarities between animals and plants: Claude Bernard's forgotten studies. Plant Signal Behav 2014;9:e27886.
  • Lev-Yadun S. The enigmatic fast leaflet rotation in Desmodium motorium. Butterfly mimicry for defense? Plant Signal Behav 2013;8:e24473.
  • Mescher MC, Runyon JB, De Moraes CM. Plant host finding by parasitic plants: a new perspective on plant to plant communication. Plant Signal Behav 2006;1:284-6.
  • Monshausen GB, Gilroy S. Feeling green: mechanosensoring in plants. Trends Cell Biol 2009;19:228-35.
  • Monshausen GB, Haswell ES. A force of nature: molecular mechanisms of mechanoperception in plants. J Exp Bot 2013;64:4663-80.
  • Runyon JB, Mescher MC, De Moraes CM. Volatile chemical cues guide host location and host selection by parasitic plants. Science 2006;313:1964-7.