Perché le piante si stressano quando le tocchi: risolto mistero biologico di 30 anni

Gli scienziati sanno da tempo che è sufficiente toccare una pianta per indurre una forte reazione di stress col rilascio di specifici ormoni. Del resto gli organismi vegetali, pur non potendo sperimentare dolore con noi, rispondono agli stimoli meccanici per indirizzare la crescita e difendersi da potenziali minacce, come possono essere l'invasione di parassiti, l'attacco di un erbivoro affamato, violenti eventi atmosferici e anche i tagli prodotti dall'intervento umano. La risposta al tatto è un meccanismo di autoconservazione affascinante, del quale solo oggi ne sono stati identificati i segreti genetici, una scoperta che in futuro potrebbe portare a piante più resistenti e raccolti più abbondanti.

A scoprire la ragione per cui le piante rispondono così vigorosamente alla stimolazione tattile è stato un team di ricerca internazionale guidato da scienziati svedesi dell'Università di Lund, che hanno collaborato con i colleghi del Dipartimento di Biotecnologie Vegetali e Bioinformatica dell'Università di Gent (Belgio) e dell'ARC Center of Excellence in Plant Energy Biology dell'Università dell'Australia Occidentale. I ricercatori, coordinati dal professor Olivier Van Aken, docente presso il Dipartimento di Biologia dell'ateneo svedese, sono giunti alle loro conclusioni dopo aver sottoposto una pianta (il crescione) ad appositi esperimenti e averne analizzato l'attivazione dei geni. “Abbiamo esposto il crescione a una spazzolatura morbida, dopo di che migliaia di geni sono stati attivati e sono stati rilasciati gli ormoni dello stress. Abbiamo quindi utilizzato lo screening genetico per trovare i geni responsabili di questo processo”, ha spiegato in un comunicato stampa il dottor Van Aken.

Dall'analisi dell'espressione genica del crescione gli scienziati hanno identificato diversi geni e tre nuove proteine che giocano un ruolo fondamentale nella forte risposta allo stimolo tattile, che può influenzare non solo l'aspetto della pianta – un fenomeno chiamato tigmomorfogenesi – ma anche la fioritura. Tra quelli coinvolti la chinasi simile al recettore Feronia e gli attivatori trascrizionali che legano la calmodulina CAMTA1/2/3. “I nostri risultati risolvono un mistero scientifico che è sfuggito ai biologi molecolari di tutto il mondo per 30 anni. Abbiamo identificato un percorso di segnalazione completamente nuovo che controlla la risposta di una pianta al contatto fisico e al tatto”, ha dichiarato il dottor Essam Darwish, coautore dello studio. In precedenza era stato scoperto che un ormone vegetale chiamato acido jasmonico giocava un ruolo significativo in questo meccanismo, ma è solo una parte della risposta.

I ricercatori spiegano che le piante sottoposte a stress meccanico possono diventare più robuste e resistenti, un dettaglio che potrebbe portare anche a rese migliori per il raccolto. Non è un caso che una tecnica di coltura giapponese vecchia di secoli prevede di calpestare le piante del grano mentre sono in crescita. Secondo gli esperti c'è ancora moltissimo da imparare, ma le nuove conoscenze potrebbero aiutarci ad affrontare la peggiore minaccia in grado di scatenare carestie e siccità: i cambiamenti climatici. I dettagli della ricerca “Touch signaling and thigmomorphogenesis are regulated by complementary CAMTA3- and JA-dependent pathways” sono stati pubblicati sulla rivista scientifica ScienceAdvances.