Secondo Jack Schultz, le piante sono "solo animali molto lenti". E la colpa non è affatto una mancanza di comprensione della biologia fondamentale. Schultz è professore presso il Dipartimento di Scienza delle piante presso l'Università del Missouri alla Columbia. Ha trascorso quarant'anni a ricercare le interazioni tra piante e insetti. Lui sa la sua roba. Invece, attira l'attenzione sulle idee generali sui nostri fratelli di legno duro, che, a suo avviso, consideriamo quasi mobili. Le piante combattono per il territorio, cercano cibo, eludono i predatori e intrappolano le prede. Sono vivi, come qualsiasi animale e, come gli animali, mostrano un comportamento speciale.
"Per esserne convinti, è sufficiente fotografare rapidamente una pianta che cresce, dopodiché si comporterà come un animale", afferma con entusiasmo Olivier Hamant, che studia piante all'Università di Lione in Francia. In effetti, il movimento veloce cattura il fantastico mondo del comportamento delle piante in tutto il suo splendore.
Le piante non si muovono affatto senza meta, il che significa che devono essere consapevoli di ciò che sta accadendo intorno a loro. "Le piante necessitano anche di sofisticati dispositivi di rilevamento sintonizzati sulle mutevoli condizioni per rispondere correttamente", afferma Schultz.
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Cosa provano le piante? Daniel Hamowitz dell'Università di Tel Aviv in Israele crede che i loro sentimenti non siano così diversi dai nostri. Quando Hamowitz ha deciso di scrivere What a Plant Knows nel 2012 - in cui ha esplorato le esperienze delle piante riflesse nella ricerca scientifica più rigorosa e moderna - era in una certa misura sbalordito.
"Ero molto preoccupato per la risposta", dice.
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E la sua preoccupazione non era irragionevole. Le descrizioni di come le piante vedono, odorano, sentono e, in effetti, sanno, riecheggiano in The Secret Life of Plants, pubblicato nel 1973 per la generazione dell'era dei fiori, ma contenevano pochissime prove. In particolare, questo libro ha completamente screditato l'idea che le piante rispondano positivamente ai suoni della musica classica.
Ma la ricerca sulla percezione delle piante ha fatto molta strada dagli anni '70 e negli ultimi anni c'è stata un'impennata nella ricerca sulle sensazioni vegetali. L'obiettivo di questo lavoro non è solo dimostrare che "anche le piante hanno sentimenti", ma anche porre le domande "perché" e "come" la pianta sente il suo ambiente.
I colleghi di Schultz nel Missouri, Heidi Appel e Rex Cockcroft, stanno cercando la verità sull'udito delle piante.
"Il contributo principale del nostro lavoro è trovare il motivo per cui il suono influisce sulle piante", afferma Appel. È improbabile che la sinfonia di Beethoven attiri l'attenzione di una pianta, ma l'approccio di un bruco affamato è un'altra storia.
Nei loro esperimenti, Appel e Cockcroft hanno scoperto che le registrazioni dei suoni masticatori prodotti dai bruchi facevano sì che le piante inondassero le foglie con difese chimiche progettate per respingere gli aggressori. "Abbiamo dimostrato che le piante rispondono a suoni ecologicamente rilevanti con una risposta ecologicamente rilevante", afferma Cockcroft.
La rilevanza ambientale, o adattamento, è molto importante. Consuelo de Moraes dell'Istituto Federale Svizzero di Tecnologia di Zurigo e colleghi hanno dimostrato che, oltre alla capacità di sentire gli insetti in avvicinamento, alcune piante possono annusarli o persino l'odore dei segnali volanti emessi dalle piante vicine in risposta agli insetti che si avvicinano.
Ancora più inquietante è la dimostrazione del 2006 che una pianta parassita - la trema della vite - annusa un potenziale ospite. Poi la trema si dimena nell'aria, intreccia lo sfortunato proprietario e succhia i nutrienti da lui.
Sembrerebbe, in che modo queste azioni differiscono dalle nostre? Le piante sentono o annusano qualcosa e poi agiscono di conseguenza, come facciamo noi.
Ma, ovviamente, c'è una differenza significativa. "Non sappiamo quanto siano simili i meccanismi di percezione degli odori nelle piante e negli animali, perché non sappiamo molto sui meccanismi nelle piante", afferma de Mores.
Abbiamo nasi e orecchie. Cosa hanno le piante?
La mancanza di chiari centri per l'input sensoriale rende difficile comprendere i sensi delle piante. Non è così - i fotorecettori che le piante usano per "vedere" sono abbastanza ben compresi - ma il campo nel suo insieme merita certamente ulteriori studi.
Da parte loro, Appel e Cockcroft sperano di trovare la parte o le parti della pianta che rispondono al suono. Le proteine dei meccanorecettori che si trovano in tutte le cellule vegetali sono probabili candidati. Trasformano i microstrains generati dalle onde sonore in segnali elettrici o chimici.
Gli scienziati stanno cercando di capire se le piante con meccanocettori difettosi possono ancora rispondere al rumore degli insetti. Le piante sembrano non aver bisogno di qualcosa di ingombrante come un orecchio.
Un'altra capacità che condividiamo con le piante è la propriocezione: il "sesto senso" che permette (ad alcuni di noi) di digitare ciecamente, destreggiarsi e sapere dove si trovano le diverse parti del nostro corpo nello spazio.
Poiché questa sensazione non è associata a un organo specifico negli animali, ma si basa piuttosto su un ciclo di feedback tra i meccanocettori nei muscoli e nel cervello, il confronto con le piante sarà abbastanza accurato. Sebbene i dettagli variano leggermente a livello molecolare, le piante hanno anche meccanocettori che rilevano e rispondono ai cambiamenti nel loro ambiente.
"L'idea generale è la stessa", afferma Hamant, coautore di una revisione del 2016 sulla ricerca sulla propriocezione. "Fino ad ora, sapevamo che nelle piante è più dovuto ai microtubuli (componenti strutturali della cellula) che rispondono allo stiramento e alla deformazione meccanica".
In effetti, uno studio pubblicato nel 2015 ha rilevato somiglianze che potrebbero andare ancora più in profondità e coinvolgere l'actina - una componente chiave nel tessuto muscolare - in quanto coinvolta nella propriocezione delle piante. "C'è meno supporto per questo", dice Hamant, "ma c'erano prove che le fibre di actina fossero coinvolte; quasi come i muscoli."
Questi risultati non sono gli unici nel loro genere. Mentre studiavano i sensi delle piante, gli scienziati hanno iniziato a trovare schemi ripetitivi che suggerivano profondi paralleli con gli animali.
Nel 2014, un team di scienziati dell'Università di Losanna in Svizzera ha dimostrato che quando un bruco attacca una pianta di Arabidopsis, innesca un'ondata di attività elettrica. La presenza di segnali elettrici nelle piante è tutt'altro che una nuova idea - il fisiologo John Burdon-Sanderson l'ha proposta come meccanismo d'azione della Venere acchiappamosche nel 1874, ma ciò che è veramente interessante è il ruolo che svolgono le molecole - i recettori del glutammato.
Il glutammato è il neurotrasmettitore più importante del nostro sistema nervoso centrale e svolge esattamente lo stesso ruolo nelle piante, con una differenza fondamentale: le piante non hanno un sistema nervoso centrale.
"La biologia molecolare e la genomica ci dicono che le piante e gli animali sono costituiti da un insieme sorprendentemente limitato di" elementi costitutivi "molecolari abbastanza simili", afferma Fatima Tsverchkova, ricercatrice presso la Charles University di Praga, Repubblica Ceca. La comunicazione elettrica si è evoluta in due modi diversi, ogni volta utilizzando una serie di elementi costitutivi che presumibilmente hanno innescato la frattura tra animali e piante 1,5 miliardi di anni fa.
"L'evoluzione ha portato a una serie di possibili meccanismi di comunicazione e, sebbene sia possibile ottenerli in modi diversi, il risultato è lo stesso", afferma Hamowitz.
La consapevolezza che tali somiglianze esistono e che le piante hanno molto più senso del mondo di quanto il loro aspetto suggerisca, ha portato a una serie di affermazioni degne di nota sulla "intelligenza vegetale" e ha persino avviato una nuova disciplina. La segnalazione elettrica nelle piante fu uno dei fattori chiave nella nascita della "neuroscienza delle piante" (il termine è usato anche se le piante mancano di neuroni), e oggi ci sono ricercatori di piante che studiano aree non vegetali come la memoria, l'apprendimento e la risoluzione dei problemi.
Questo tipo di pensiero ha persino portato i legislatori svizzeri a scrivere un manuale sulla protezione della "dignità delle piante", qualunque cosa significhi.
Sebbene termini come "intelligenza vegetale" e "neuroscienza vegetale" siano visti da molti come più metaforici, vengono accolti con critiche. “Penso che le piante siano intelligenti? Penso che le piante siano complicate ", dice Hamowitz. E la complessità non deve essere confusa con l'intelligenza.
Quindi, sebbene sia molto utile descrivere le piante in termini antropomorfi, ci sono dei limiti. Il pericolo è che potremmo pensare alle piante come versioni inferiori degli animali, il che non è affatto vero.
"Noi che studiamo le piante siamo felici di parlare delle somiglianze e delle differenze tra lo stile di vita delle piante e degli animali quando presentiamo i risultati dello studio al grande pubblico", afferma Tsverchkova. Ma crede anche che la dipendenza dalle metafore animali quando si descrivono le piante porti a problemi. "Voglio evitare tali metafore per evitare le discussioni solitamente inutili sul fatto che le carote facciano male quando vengono morse."
Le piante sono estremamente capaci di fare quello che fanno. Potrebbero non avere un sistema nervoso, un cervello o altre funzioni complesse, ma ci superano in altre aree. Ad esempio, anche se non hanno occhi, piante come Arabidopsis hanno almeno 11 tipi di fotorecettori, mentre noi ne abbiamo solo 4. Ciò significa che la loro visione è più complessa della nostra. Le piante hanno priorità diverse e il loro sistema sensoriale lo riflette. Come osserva Hamowitz nel suo libro, “la luce per una pianta non è solo un segnale; la luce è cibo.
Pertanto, sebbene le piante affrontino gli stessi problemi degli animali, le loro capacità sensoriali sono modellate dalle loro principali differenze. "Il radicamento delle piante - il fatto che non si muovano - significa che devono essere molto più consapevoli del loro ambiente di me o di te", dice Hamowitz.
Per apprezzare appieno come le piante percepiscono il mondo, è importante cambiare il paradigma degli atteggiamenti nei confronti delle piante. Il pericolo è che se le persone confrontano le piante con gli animali, perderanno il valore delle prime. Le piante dovrebbero essere considerate esseri viventi interessanti, esotici e sorprendenti, non mobili. E in misura minore - una fonte di nutrizione umana e biocarburanti. Questo atteggiamento gioverebbe a tutti. La genetica, l'elettrofisiologia e la scoperta dei trasposoni sono solo alcuni esempi di aree iniziate con la ricerca sulle piante, che si sono rivelate in una certa misura fondamentali per la biologia.
D'altra parte, la consapevolezza che possiamo avere qualcosa in comune con le piante può essere un'opportunità per riconoscere che siamo più piante di quanto pensassimo, proprio come le piante sono più animali di quanto pensassimo.
"Potremmo essere più meccanicisti di quanto pensassimo", conclude Hamowitz. Secondo lui, queste somiglianze dovrebbero suggerire la straordinaria complessità delle piante, nonché i fattori comuni che collegano tutta la vita sulla Terra. E poi inizieremo a dare valore all'unità in biologia.
ILYA KHEL
