lunedì 24 novembre 2014

Anche le piante parlano tra di loro utilizzando "la rete" (di funghi)

Quanto segue è la traduzione di un articolo apparso sul sito della BBC in data 11/11/2014: "Plants talk to each other using an internet of fungus"


Nascosta sotto i vostri piedi vi è una superstrada di collegamenti che consente alle piante di comunicare e di aiutarsi fra di loro. E' fatta di miceli.

E' una superstrada di collegamenti che accelera la comunicazione fra una vasta popolazione di individui. Essa consente agli individui di comunicare e di aiutarsi a vicenda anche se sono molto distanti fra loro. Ma questo permette anche di praticare nuove forme di crimini.

No, non stiamo parlando di internet, stiamo parlando di funghi. Anche se le parti che conosciamo di più di un fungo sono quelle che vediamo in superficie, la maggior parte del loro corpo è formato da una massa di fili sottilissimi, detti miceli. Ora sappiamo che questi fili agiscono come una specie di internet metropolitana che collega le radici di piante diverse. Quell'albero nel vostro giardino è probabilmente collegato ad un arbusto a diversi metri di distanza, grazie ai miceli.


Più impariamo su queste reti sotterranee, più il nostro modo di concepire le piante deve cambiare. Non se ne stanno certo lì sedute tranquille a crescere. Collegandosi alla rete fungina esse possono aiutare i loro vicini condividendo il nutrimento e le informazioni - o sabotare altre piante sgradite con il rilascio di sostanze chimiche tossiche attraverso la rete. Questa "wood wide web" sembrerebbe avere anche una sua versione di criminalità informatica. (nota: l'autore gioca con le parole "world wide web" www, la sigla che identifica internet, "wood" vuol dire anche "foresta-bosco")

Circa il 90% delle specie di piante terrestri  instaurano un rapporto di reciproco vantaggio con i funghi.
Nel 19° secolo il biologo tedesco Albert Bernard Frank coniò il termine "micorrizia" per indicare queste associazioni, dove il fungo colonizza le radici di una pianta.

I funghi sono "l'internet naturale della Terra"


Nelle associazioni delle micorrizie, le piante forniscono ai funghi il cibo sotto forma di carboidrati, i funghi aiutano le piante a pescare l'acqua e forniscono loro nutrienti quali il fosforo e l'azoto, attraverso i miceli.
Fin dagli anni 60' sappiamo che le micorrizie aiutano le singole piante a crescere.

La rete fungina è in grado anche di potenziare il sistema immunitario della pianta ospite. Questo perché, quando un fungo colonizza le radici di una pianta, innesca la produzione di sostanze chimiche atte alla difesa.
Questo di conseguenza rende il sistema immunitario della pianta più rapido ed efficace, un fenomeno chiamato "priming". Collegarsi alla rete fungina basta a rendere la pianta più resistente alle malattie.

Ma non è tutto. Ora sappiamo che le micorrizie connettono anche piante che potrebbero essere molto distanti fra loro. L'esperto di miceti Paul Stamets li ha definiti "l'internet naturale della Terra" in un discorso al TED 2008. Ha avuto l'idea negli anni 70' quando era impegnato a studiare i funghi usando un microscopio elettronico. Stamets ha notato la somiglianza fra i miceli e l'ARPANET, la prima versione di internet usata dal Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti.

Agli appassionati di cinema ciò potrebbe ricordare il film Avatar di James Cameron, campione di incassi nel 2009. Sul pianeta dove è ambientata la storia, tutti gli organismi sono connessi. Essi possono comunicare e organizzare le risorse collettivamente, grazie ad "una sorta di comunicazione elettrochimica tra le radici degli alberi". Tornando al mondo reale, sembrerebbe ci sia un po' di verità in questo.

Ci sono voluti decenni per mettere insieme i vari pezzi e rendersi conto di cosa realmente la rete fungina può fare. Già nel 1997, Suzanne Simard dell' University of British Columbia a Vancouver ha trovato uno dei primi pezzi del puzzle. Dimostrò che il Pino dell'Oregon e la Betulla bianca possono scambiarsi il carbonio attraverso i miceli.
Altri dimostrarono che le piante possono scambiarsi azoto e fosforo, nello stesso modo.



Ora Simard crede che gli alberi più anziani aiutino i più giovani usando la rete dei miceti. Senza questo aiuto, molte piantine non sopravvivrebbero.
Secondo uno studio compiuto nel 1997, le piantine all'ombra - che hanno più probabilità di esaurire il cibo  - hanno ricevuto più carbonio dagli alberi donatori. (le piante hanno bisogno di luce solare per la fotosintesi che serve a produrre il carbonio, di cui le piante si nutrono)

"Queste piante non sono realmente individui, non nel senso che intendeva Darwin: ovvero individui in competizione per la sopravvivenza del più adatto"
Dice Simard nel documentario "Do Trees Communicate?" (Gli alberi comunicano?) "infatti essi comunicano fra loro aiutandosi a vicenda"

Tuttavia, è ancora in corso il dibattito su quanto utili siano veramente questi trasferimenti di nutrimenti.
"Sappiamo che ciò accade, ma ciò che è meno chiaro è in che misura questo accade." spiega Lynne Boddy dell'Università di Cambridge, Regno Unito.

Mentre il dibattito si fa acceso, altri ricercatori hanno trovato prove che le piante possono fare ancora meglio, e comunicare attraverso i miceli. Nel 2010 Ren Sen Zeng della South China Agricoltural University di Guangzhou ha scoperto che quando le piante sono attaccate da funghi parassiti, rilasciano segnali chimici nei miceli che avvertono le altre piante vicine del pericolo.

I pomodori possono "intercettare" i segnali di difesa

La squadra di Zeng ha fatto crescere delle piante di pomodoro in coppia, all'interno di alcuni vasi. Ad alcune piante è stato permesso di formare delle micorrizie.
Una volta che la rete di miceli si è formata, le foglie di una pianta per ogni coppia sono state cosparse con Alternaria Solani, un fungo che causa il deperimento precoce della pianta. Sacchetti di plastica a tenuta stagna sono stati usati per prevenire qualsiasi segnalazione chimica fuori terra fra le piante.
Dopo 65 ore, Zeng ha cercato di infettare il secondo individuo in ogni coppia. Quando erano connesse ai miceli, le piante erano molto meno inclini ad ammalarsi o riportavano danni significativamente più leggeri.
"Possiamo dire che le piante di pomodoro sono in grado di "intercettare" i segnali di allarme e aumentare le proprie difese contro organismi potenzialmente patogeni." hanno scritto Zeng e i suoi colleghi.
Quindi non solo le micorrizie permettono alle piante di condividere il cibo, ma le aiutano anche a proteggersi.

Non sono solo i pomodori a comportarsi in questo modo. Nel 2013 David Johnson ed i suoi colleghi dell'Università di Aberdeen hanno dimostrato che le piante di fava utilizzano le reti funghine per prepararsi ad una minaccia incombente - in questo caso gli afidi.
Johnson ha scoperto che le piantine di fava che non erano attaccate dagli afidi, ma che erano connesse tramite miceli ad una pianta sotto attacco, attivavano comunque le loro difese chimiche anti-afidi. Quelle non connesse ai miceli non lo facevano.
"Una qualche forma di segnalazione era in corso fra queste piante circa l'attacco degli afidi, e questi segnali venivano trasmessi attraverso la rete di miceli." dice Johnson.

Ma proprio come l'internet degli esseri umani, l'internet fungino ha il suo lato oscuro. Il nostro internet può compromettere la privacy e facilitare molte forme di crimine - e più di frequente, permette ai virus informatici di diffondersi. Allo stesso modo la connessione delle piante tramite funghi fa sì che esse non siano mai da sole, e che qualche vicino malintenzionato possa arrecare loro danno.

Per prima cosa, molte piante rubano attraverso l'internet fungina. Ci sono piante che non hanno la clorofilla, quindi a differenza di molte altre piante esse non possono produrre il proprio nutrimento attraverso la fotosintesi. Alcune di queste piante, come l'orchidea fantasma, ottengono il carbonio di cui hanno bisogno dagli alberi vicini attraverso la rete di miceli a cui entrambe le piante sono connesse.

Altre orchidee rubano solo quando fa loro comodo. Questi "mixotrofi" possono svolgere la fotosintesi, ma anche rubare il carbonio da altre piante connesse alla rete.
Questo potrebbe non sembrare un gran che, tuttavia il cybercrimine delle piante può risultare molto più sinistro di qualche piccolo furto.

Le piante devono competere con i loro vicini per le risorse come l'acqua e la luce. Alcune piante possono rilasciare sostanze chimiche per danneggiare i loro rivali.

Questa "allelopatia" è molto comune fra gli alberi, tra cui le acacie, il celtis laevigata, il platano occidentale e diverse specie di eucalipto.
Tali alberi rilasciano sostanze in grado di ridurre lo sviluppo delle piante vicine o in grado di ridurre l'attività microbica attorno le loro radici.

Gli scienziati sono scettici riguardo all'utilità dell'allelopatia per queste piante dal comportamento ostile.
Sicuramente, dicono, queste sostanze nocive potrebbero venire assorbite dal suolo o decomposte dai microbi ancor prima di raggiungere le piante da colpire.

Ma forse le piante possono aggirare questo problema, sfruttando proprio le reti sotterranee dei miceli che arrivano decisamente più distanti.
Nel 2011 Kathryn Morris ed i suoi colleghi hanno cercato di verificare questa teoria.

Morris ha fatto crescere degli esemplari di tagete dorato in diversi vasi con delle micorrizie.
Questi vasi contenevano dei cilindri circondati da una rete con maglie abbastanza strette da impedire alle radici di passarvi attraverso, ma abbastanza grandi da permettere ai miceli di entrarvi.
La metà di questi cilindri venivano ruotati regolarmente per impedire la formazione di miceli al loro interno.

In seguito il team ha esaminato il suolo all'interno dei cilindri alla ricerca di due composti prodotti dai tageti, in grado di rallentare la crescita delle altre piante e di uccidere i vermi nematodi.
Nei cilindri in cui erano stati lasciati crescere i funghi, i valori delle due sostanze erano il 179% e il 278% in più rispetto ai cilindri in cui non vi erano funghi. Questo suggerisce che i miceli davvero avevano trasportato le due tossine.

Il team ha poi fatto crescere diverse piantine di lattuga in entrambi i gruppi di contenitori. Dopo 25 giorni, le piantine che erano cresciute nel suolo più ricco di tossina pesavano circa il 40% in meno rispetto alle piantine cresciute nel terreno isolato dai miceli.
"Questi esperimenti dimostrano che le reti di miceli possono trasportare queste sostanze chimiche in concentrazioni sufficientemente elevate da influenzare la crescita delle piante", spiega Morris.

In tutta risposta, alcuni hanno obbiettato che le sostanze chimiche potrebbero non funzionare allo stesso modo al di fuori del laboratorio.
Quindi Michaela Achatz della "Free University of Berlin" in Germania ed i suoi colleghi sono andati alla ricerca di un effetto simile in natura.

Uno degli esempi più studiati per quanto riguarda l'allelopatia è il noce nero americano. Questo albero inibisce la crescita di molte piante, comprese le piante di patata e di cetriolo, rilasciando una sostanza chimica chiamata Jugalone attraverso foglie e radici.

Achatz e la sua squadra hanno piazzato diversi vasi attorno ad un albero di noce nero, in alcuni di essi è stato permesso alla rete di miceli di entrare. In quei vasi i valori di Jugalone erano quasi quattro volte più alti che nei vasi in cui non era stato permesso alla rete di penetrare.
Le radici delle piantine di pomodoro piantate nel suolo ricco di Jugalone pesavano in media il 36% in meno.

Alcune piante particolarmente ingegnose potrebbero persino alterare il modo in cui le vicine comunità fungine formano la propria rete. Studi hanno dimostrato che il fiordaliso, l'avena barbata ed il forasacco peloso possono tutti influenzare il modo in cui la rete si forma all'interno del suolo.
Secondo Morris, questo potrebbe permettergli di prendere maggiormente di mira le piante rivali con sostanze chimiche tossiche, favorendo la crescita di funghi a cui entrambe possono connettersi.

Anche gli animali potrebbero sfruttare la connessione all'internet fungina. Alcune piante producono dei composti per attirare funghi e batteri alle loro radici, ma questi segnali possono esser individuati da insetti e vermi alla ricerca di gustose radici da mangiare.
Nel 2012, Morris ha ipotizzato che il movimento di tali composti attraverso la rete dei miceli può inavvertitamente segnalare la presenza delle piante a questi animali. Tuttavia, lei dice, questo non è stato ancora dimostrato in un esperimento.

Come risultato di questo numero sempre crescente di prove, sempre più biologi hanno iniziato ad usare il termine "wood wide web" per descrivere i servizi di comunicazione che i funghi forniscono alle piante e ad altri organismi.

"Queste reti fungine rendono la comunicazione tra le piante, comprese quelle di specie diversa, più veloce, e più efficace." dice Morris. "Non ce ne rendiamo conto perché di solito siamo in grado di vedere solo quello che accade al di sopra del suolo. Ma la maggior parte delle piante che possiamo osservare sono connesse al di sotto del suolo, non direttamente attraverso le radici, ma attraverso la rete di miceli."

L'internet fungina da conferma ad una delle più grandi lezioni dell'ecologia: organismi apparentemente separati fra loro sono invece spesso collegati e possono dipendere uno dall'altro.
"Gli ecologisti sanno da tempo che gli organismi sono interconnessi ed interdipendenti", dice Boddy. La Wood Wide Web sembra essere un'elemento indispensabile per comprendere come queste connessioni si formano.

Quanto avete letto è la traduzione e il riadattamento di un articolo apparso sul sito della BBC in data 11/11/2014: "Plants talk to each other using an internet of fungus"



3 commenti:

  1. Molto interessante.
    Gli alberi e le piante comunicano fra loro.

    Giani Tiziano

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  2. www.ariannaeditrice.it/articolo.php?id_articolo=37489

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  3. : ) L'avevo intuito dopo una serie di riflessioni e poi l'avevo confermato leggendo per caso su Focus... ed ora lo rileggo qui, che bello. : )

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