Le risposte indotte dalle piante ai fattori di stress ambientali sono sempre più studiate in un contesto di ecologia comportamentale. Ciò è particolarmente vero per le risposte indotte dalle piante all’erbivoro che mediano le difese dirette e indirette e la tolleranza. Queste alterazioni apparentemente adattive dei fenotipi di difesa delle piante nel contesto di altre condizioni ambientali hanno portato alla discussione di risposte come il comportamento intelligente. Nel loro articolo, Kessler & Mueller considerano il concetto di intelligenza vegetale e alcune delle sue previsioni per il trasferimento di informazioni chimiche nell’interazione vegetale con altri organismi.
L’alta verga d’oro (Solidago altissima), una specie nordamericana di verga d’oro della famiglia delle Asteraceae, può percepire altre piante vicine senza mai toccarle, rilevando rapporti di luce nell’infrarosso lontano riflessi sulle foglie. Quando la verga d’oro viene mangiata dagli erbivori, adatta la sua risposta in base al fatto che un’altra pianta sia o meno vicina. Questo tipo di risposta flessibile, in tempo reale e adattiva è un segno di intelligenza nelle piante?
“Ci sono più di 70 definizioni che vengono pubblicate per l’intelligence e non c’è accordo su ciò che sia, anche all’interno di un determinato campo“, ha detto il professor André Kessler, un ecologo chimico della Cornell University.
“Molte persone credono che l’intelligenza richieda un sistema nervoso centrale, con segnali elettrici che fungono da mezzo per l’elaborazione delle informazioni”.
“Alcuni biologi vegetali equiparano i sistemi vascolari delle piante ai sistemi nervosi centrali e propongono che una sorta di entità centralizzata nella pianta consenta loro di elaborare le informazioni e rispondere“.
Ma il professor Kessler e il suo collega, lo studente di dottorato della Cornell University Michael Mueller, non sono d’accordo con questa idea.
“Non ci sono buone prove per nessuna delle omologie con il sistema nervoso, anche se vediamo chiaramente la segnalazione elettrica nelle piante, ma la domanda è quanto è importante questa segnalazione per la capacità di una pianta di elaborare i segnali ambientali?” Ha detto il professor Kessler.
Per fare la loro argomentazione a favore dell’intelligenza vegetale, gli autori hanno ristretto la loro definizione agli elementi più basilari: la capacità di risolvere i problemi, in base alle informazioni che si ottengono dall’ambiente, verso un obiettivo particolare.
Come caso di studio, il professor Kessler indica la sua precedente ricerca che indaga sulla verga d’oro e le sue risposte quando viene mangiata dai parassiti.
Quando le larve di coleottero fogliare mangiano foglie di verga d’oro, la pianta emette una sostanza chimica che informa l’insetto che la pianta è danneggiata ed è una scarsa fonte di cibo.
Queste sostanze chimiche sospese nell’aria, chiamate composti organici volatili (VOC), vengono raccolte anche dalle vicine piante di verga d’oro, spingendole a produrre le proprie difese contro le larve di coleotteri.
In questo modo, la verga d’oro sposta gli erbivori verso i vicini e distribuisce i danni.
Nel 2022, il professor Kessler e i coautori hanno eseguito esperimenti per dimostrare che Solidago altissima può anche percepire rapporti di luce più elevati nel lontano infrarosso riflessi dalle foglie delle piante vicine.
Quando i vicini sono presenti e le verga d’oro vengono mangiate dai coleotteri, investono di più nel tollerare l’erbivoro crescendo più velocemente, ma iniziano anche a produrre composti difensivi che aiutano le piante a combattere i parassiti.
Quando non sono presenti vicini, le piante non ricorrono a una crescita accelerata quando vengono mangiate e le risposte chimiche agli erbivori sono marcatamente diverse, anche se tollerano ancora quantità piuttosto elevate di erbivoro.
“Questo si adatterebbe alla nostra definizione di intelligenza. A seconda delle informazioni che riceve dall’ambiente, l’impianto cambia il suo comportamento standard”, il professor Kessler.
“La verga d’oro mostra anche intelligenza quando percepisce i VOC che segnalano la presenza di un parassita“.
“L’emissione volatile proveniente da un vicino è predittiva della futura erbivoria“.
“Possono usare un spunto ambientale per prevedere una situazione futura e poi agire su questo“.
“Applicare il concetto di intelligenza alle piante può ispirare nuove ipotesi sui meccanismi e le funzioni della comunicazione chimica delle piante, spostando anche il pensiero delle persone su ciò che l’intelligenza significa realmente“.
“Quest’ultima idea è tempestiva, poiché l’intelligenza artificiale è un argomento di interesse attuale. Ad esempio, l’intelligenza artificiale non risolve i problemi verso un obiettivo, almeno non ancora“.
“L’intelligenza artificiale, secondo la nostra definizione di intelligenza, non è nemmeno intelligente. Si basa invece sui modelli che identifica nelle informazioni a cui può accedere.”
“Un’idea che ci interessa è venuta dai matematici negli anni ’20 che hanno proposto che forse le piante funzionavano più come gli alveari“.
“In questo caso, ogni cellula funziona come una singola ape e l’intera pianta è analoga a un alveare”.
“Ciò significa che il cervello nella pianta è l’intera pianta senza la necessità di una coordinazione centrale“.
“Invece della segnalazione elettrica, c’è segnalazione chimica in tutto il superorganismo“.
“Gli studi di altri ricercatori hanno dimostrato che ogni cellula vegetale ha un’ampia percezione dello spettro luminoso e molecole sensoriali per rilevare composti volatili molto specifici provenienti da piante vicine”.
“Possono annusare il loro ambiente in modo molto preciso; ogni singola cellula può farlo, per quanto ne sappiamo“.
“Le cellule potrebbero essere specializzate, ma percepiscono anche tutte le stesse cose e comunicano tramite segnalazione chimica per innescare una risposta collettiva nella crescita o nel metabolismo“.
L’articolo del team è stato pubblicato sulla rivista Plant Signaling and Behavior.
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