la Nuova ricerca mostra che le piante in grado di pensare e di ricordare,” secondo una notizia pubblicata questa settimana.
Le piante possono trasmettere informazioni “da foglia a foglia in un modo molto simile ai nostri sistemi nervosi”, ha scritto BBC News., L’articolo continua ad affermare che le piante ricordano le informazioni e usano ” informazioni crittografate alla luce per immunizzarsi contro gli agenti patogeni stagionali.”
Le piante non possono pensare o ricordare. Questi termini presi in prestito non descrivono accuratamente come funzionano le piante. Tuttavia, come la maggior parte degli organismi, le piante possono percepire il mondo che li circonda, elaborare le informazioni dal loro ambiente e rispondere a queste informazioni alterando la loro crescita e sviluppo., Infatti, le piante rispondono ai cambiamenti nel loro ambiente in modi che molti troverebbero sorprendentemente sofisticati, anche se i botanici hanno conosciuto di queste capacità per secoli.
“Un grosso errore che la gente fa è parlare come se le piante” sapessero “quello che stanno facendo”, dice Elizabeth Van Volkenburgh, una botanica dell’Università di Washington. “Insegnanti di biologia, ricercatori, studenti e laici fanno tutti lo stesso errore. Preferirei molto dire che una pianta percepisce e risponde, piuttosto che la pianta ‘sa.’Usare parole come ‘intelligenza ‘ o’ pensare ‘ per le piante è semplicemente sbagliato., A volte è divertente da fare, è un po ‘ provocatorio. Ma è solo sbagliato. È facile commettere l’errore di prendere una parola da un altro campo e applicarla a una pianta.”
La notizia della BBC si basa su uno studio impostato per la pubblicazione nella cellula vegetale. Il coautore Stanislaw Karpinski dell’Università di Scienze della Vita di Varsavia in Polonia ha recentemente presentato la sua ricerca all’incontro annuale della Society for Experimental Biology a Praga, Repubblica Ceca.,
La storia sostiene che, secondo lo studio, stimolare una cellula fogliare con la luce crea una cascata di eventi elettrochimici attraverso l’intera pianta, comunicati tramite cellule specializzate chiamate cellule fascio-guaina proprio come gli impulsi elettrici si propagano lungo le cellule nervose nel sistema nervoso di un animale. I ricercatori hanno scoperto che queste reazioni continuavano diverse ore dopo, anche al buio, che interpretavano per indicare una sorta di memoria.,
Questo è come dire che poiché la superficie di uno stagno continua a incresparsi una volta colpita da un ciottolo, l’acqua sta “ricordando” qualcosa. L’analogia non regge. Ma le piante producono segnali elettrici e la funzione di questi segnali in risposta alla luce è il vero obiettivo del nuovo studio—il contributo più recente a un crescente corpo di lavoro sulla segnalazione elettrica nelle piante.
Sebbene le piante non abbiano nervi, le cellule vegetali sono in grado di generare impulsi elettrici chiamati potenziali d’azione, proprio come fanno le cellule nervose negli animali., In effetti, tutte le cellule biologiche sono elettriche.
Le cellule usano le membrane per mantenere i loro interni separati dai loro esterni. Alcune molecole molto piccole possono infiltrarsi nelle membrane, ma la maggior parte delle molecole deve passare attraverso i pori o i canali trovati all’interno della membrana. Un gruppo di molecole migratorie è la famiglia degli ioni: particelle cariche come sodio, potassio, cloruro e calcio.
Ogni volta che diverse concentrazioni di ioni si accumulano su lati opposti di una membrana cellulare, esiste il potenziale per una corrente elettrica., Le cellule gestiscono questo potenziale elettrico utilizzando canali proteici e pompe incorporati nella membrana cellulare-guardiani che regolano il flusso di particelle cariche attraverso la membrana cellulare. Il flusso controllato di ioni dentro e fuori di una cella costituisce la segnalazione elettrica sia nelle piante che negli animali.
“In ogni cellula hai una membrana”, spiega Alexander Volkov, fisiologo vegetale presso l’Oakwood University in Alabama. “Hai ioni su entrambi i lati in diverse concentrazioni, il che crea un potenziale elettrico., Non importa se è una cellula animale o vegetale—è chimica generale.”
Poiché alcuni tipi di cellule vegetali hanno alcune caratteristiche in comune con le cellule nervose—sono disposte in fasci tubolari, ospitano canali ionici nelle loro membrane—alcuni botanici hanno suggerito che le piante propagano potenziali d’azione lungo reti collegate di queste cellule, simili alla segnalazione nel sistema nervoso di un animale. Ma la maggior parte dei botanici concorda sul fatto che le piante non hanno reti di cellule che si sono evolute specificamente per la segnalazione elettrica rapida su lunghe distanze, come la maggior parte degli animali., Le piante semplicemente non hanno un vero sistema nervoso.
Quindi se le piante non utilizzano segnali elettrici nei sistemi nervosi come gli animali, cosa fanno con gli impulsi elettrici che producono? Nella maggior parte dei casi, i biologi delle piante non lo sanno. “Abbiamo conosciuto la segnalazione elettrica nelle piante per tutto il tempo che abbiamo conosciuto negli animali”, afferma Van Volkenburgh. “Ma nella maggior parte delle piante, a cosa servono questi segnali è una domanda aperta.,”Le eccezioni notevoli a questo mistero sono piante che si basano su segnali elettrici per un rapido movimento, come la carnivora Venere acchiappamosche o Mimosa pudica—una pianta le cui foglie si piegano quando spazzolate per scoraggiare gli erbivori (vedi film sotto).
Negli ultimi anni, alcune ricerche hanno suggerito che la segnalazione elettrica nelle piante modifica e regola tutti i tipi di processi biologici nelle cellule vegetali. I segnali elettrici, hanno sostenuto alcuni botanici, alimentano più delle trappole a scatto dell’esotica Venere acchiappamosche: sono altrettanto importanti per l’erba che cresce sul tuo prato., Misurare gli impulsi elettrici nelle piante è facile, ma collegarli a funzioni specifiche della pianta è molto più difficile e la comunità di biologia vegetale non è neanche lontanamente raggiungere un consenso su come la maggior parte delle piante usa quegli impulsi.
Il nuovo studio di Karpinski tenta di collegare l’attività elettrica attivata dalla luce alle difese immunitarie nelle piante., Nel nuovo studio, i ricercatori hanno infettato le foglie di Arabidopsis thaliana (thale cress) con un patogeno batterico un’ora prima di esporre la pianta a una forte dose di luce blu, rossa o bianca o una, otto o 24 ore dopo aver esposto la pianta alla luce. Le piante trattate con la luce prima dell’infezione hanno sviluppato resistenza, ma le piante infette senza alcuna illuminazione precedente non hanno mostrato resistenza.
Quando esposte a una forte luce, spiega Karpinski, le piante assorbono più energia di quella che possono usare per la fotosintesi—ma non pensa che le piante sprechino questa energia in eccesso., Karpinski dice che le piante convertono l’energia in calore e attività elettrochimica che possono in seguito innescare processi biologici, come le difese immunitarie. “Sembra che le piante possano aumentare la resistenza contro gli agenti patogeni solo usando il loro sistema di assorbimento della luce”, afferma Karpinski. “Abbiamo scoperto che la segnalazione elettrochimica sta regolando questo processo. La segnalazione elettrica nelle piante è nota dai tempi di Darwin-non è una novità. Ma ciò che non è stato descritto è che la luce può indurre potenziali d’azione. Abbiamo scoperto che c’è una segnalazione diversa per la luce blu, bianca e rossa., Se le piante possono segnalare in modo diverso diverse lunghezze d’onda della luce, allora le piante possono vedere anche i colori.”
Karpinski pensa che le piante generano diversi impulsi elettrici quando diverse lunghezze d’onda della luce colpiscono le loro foglie e che le piante usano questi impulsi per regolare in qualche modo le loro difese immunitarie. Ipotizza persino che le piante possano usare questa capacità per combattere gli agenti patogeni stagionali. Ma esattamente come questo meccanismo avrebbe funzionato non è chiaro.,
Il ruolo della segnalazione elettrica nella maggior parte delle piante rimane in gran parte misterioso e inspiegabile—e certamente non garantisce affermazioni che le piante possono “pensare e ricordare.”Ma ci sono molti esempi ben documentati dei modi sofisticati in cui le piante cambiano la propria crescita in risposta ai cambiamenti nel loro ambiente.
Basta pensare al fatto che le radici crescono sempre nella direzione della gravità e germogli crescono sempre verso la luce—anche se si gira una pianta su un fianco., I biologi hanno scoperto che questi processi, chiamati rispettivamente gravitropismo e fototropismo, si basano su ormoni che cambiano il tasso di crescita cellulare nei tessuti vegetali: se un lato di una radice o di un germoglio cresce più velocemente di un altro, si piega. Le piante rampicanti, come viti e rampicanti, usano meccanismi simili per rispondere al tatto, aggrappandosi e arricciandosi attorno al primo palo, muro o ramo che contattano.
Le piante elaborano anche le informazioni dal loro ambiente e modificano la loro crescita in base a tali informazioni., “Alcune piante fioriscono mentre i giorni si accorciano e altri come i giorni si allungano. “Sanno” che i giorni si allungano o si accorciano avendo tabulato le reazioni a ogni giorno e notte”, afferma Van Volkenburgh. “Il modo in cui funziona si basa sul ritmo circadiano delle piante. Le persone non si rendono conto che le piante hanno un ritmo circadiano proprio come fanno gli animali. Le piante hanno tutti i tipi di movimento in base ai loro ritmi circadiani.,”
I giovani girasoli e le foglie fiorite di altre giovani piante possono tracciare l’arco del sole da est a ovest—un fenomeno chiamato eliotropismo che garantisce la massima esposizione alla luce durante un periodo cruciale di crescita. Poi ci sono esempi più sorprendenti di piante che cambiano in risposta al loro ambiente. Si consideri la pianta del Telegrafo: un particolare arbusto asiatico con minuscole foglie satellite che ruotano costantemente per monitorare la luce nel suo ambiente. Il satellite lascia il perno in modo affidabile e rapido che puoi effettivamente osservarli muoversi in tempo reale (vedi film sotto)., La loro danza perpetua traccia il movimento della luce nel corso della giornata, regolando la posizione delle foglie primarie per assorbire più luce possibile.
Con esempi così sorprendenti delle capacità delle piante di elaborare le informazioni e adattarsi ai loro ambienti, non c’è bisogno di cercare di dotare le piante di intelligenza, pensiero, memoria o altre abilità cognitive che non possiedono veramente e non hanno bisogno. Sono già molto intelligenti.
Immagine di foglia per gentile concessione di Wikimedia Commons