Le piante prosperano in un mondo complesso comunicando, condividendo risorse e trasformando i loro ambienti I pini a foglia lunga si sostengono a vicenda attraverso le micorrize, relazioni reciprocamente vantaggiose tra alcuni funghi e le radici degli alberi. Justin Meissen / Flickr, CC BY-SA

Come specie, gli esseri umani sono programmati per collaborare. Ecco perché i blocchi e il lavoro a distanza sono stati difficili per molti di noi durante la pandemia COVID-19.

Per altri organismi viventi, l'allontanamento sociale è più naturale. sono un scienziato vegetale e ho passato anni a studiare come i segnali di luce influenzano le piante, dall'inizio del ciclo di vita di una pianta - la germinazione dei semi - fino alla caduta delle foglie o alla morte. Nel mio nuovo libro, "Lezioni dalle piante", Esploro ciò che possiamo imparare dalla messa a punto ambientale dei comportamenti delle piante.

Un aspetto fondamentale è che le piante hanno la capacità di sviluppare l'interdipendenza, ma anche di evitarla quando essere connesse potrebbe essere dannosa. In generale, le piante comunicano costantemente e interagiscono con altri organismi nei loro ecosistemi. Ma quando queste connessioni in corso minacciano di causare più danni che benefici, le piante possono esibire una forma di allontanamento sociale.

Il potere della connessione e dell'interdipendenza

Quando le condizioni sono buone, la maggior parte delle piante sono networker. Il stragrande maggioranza delle piante hanno funghi che vivono sopra o all'interno delle loro radici. Insieme, i funghi e le radici formano strutture note come micorrize, che assomigliano a una rete simile a una rete.


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Le micorrize aumentano la capacità delle piante ospiti di assorbire acqua e sostanze nutritive, come azoto e fosfato, attraverso le loro radici. In cambio, le piante condividono gli zuccheri che producono attraverso la fotosintesi con i loro partner fungini. Pertanto, i funghi e le piante ospiti sono fortemente interconnessi e dipendono l'uno dall'altro per sopravvivere e prosperare.

Le connessioni micorriziche possono collegare più impianti in una rete funzionante. Quando le piante producono più zuccheri del necessario, possono condividerli tramite questo rete interconnessa radice-fungina. In questo modo, assicurano che tutte le piante della comunità abbiano accesso all'energia di cui hanno bisogno per sostenere la loro crescita.

In altre parole, queste connessioni si estendono oltre una singola pianta ospite e il suo partner fungino. Creano relazioni a livello di comunità e reti interdipendenti di piante e funghi. Fattori nell'ambiente esterno, come la quantità di luce disponibile per la fotosintesi e la composizione del suolo intorno alle piante, mettono a punto le connessioni in queste reti.

Le micorrize servono anche come canali di comunicazione. Gli scienziati hanno documentato che le piante passare prodotti chimici difensivi, come le sostanze che promuovono la resistenza contro gli insetti nocivi, ad altre piante tramite reti fungine. Queste connessioni consentono anche a una pianta che è stata attaccata da afidi o altri parassiti simili di segnalare alle piante vicine di farlo attivare preventivamente le proprie risposte di difesa.

Le micorrize sono comunità viventi di radici di piante e funghi che beneficiano reciprocamente della loro relazione.

Quando è più sicuro mantenere le distanze

La condivisione di risorse o informazioni che aiutano altre piante a scongiurare il pericolo è un prezioso esempio del potere della connessione e dell'interdipendenza negli ecosistemi vegetali. A volte, tuttavia, per sopravvivere è necessario che le piante si disconnettano.

Quando i segnali ambientali come la luce o le sostanze nutritive diventano abbastanza scarsi da consentire a una pianta ospite di produrre abbastanza zuccheri attraverso la fotosintesi per supportare solo la propria crescita, rimanere attivamente interconnessi in una rete di comunità più ampia potrebbe essere pericoloso. In tali condizioni, la pianta ospite perderebbe di più dalla condivisione di scorte limitate di zucchero di quanto guadagnerebbe dalla rete in acqua e sostanze nutritive.

In momenti come questi, le piante possono limitare le connessioni e lo sviluppo micorrizici limitando il numero di materiali che scambiano con i loro partner fungini ed evitando di creare nuove connessioni. Questa è una forma di allontanamento fisico che protegge la capacità delle piante di sostenersi quando hanno scorte energetiche limitate in modo che possano sopravvivere a lungo termine.

Quando le condizioni migliorano, le piante possono riprendere la condivisione con i loro partner fungini e stabilire ulteriori connessioni e interdipendenza. Ancora una volta, possono trarre vantaggio dalla condivisione di risorse e informazioni sull'ecosistema con le loro comunità di piante e funghi estese.

Riconoscere parentela e collaborazione

La distanza sociale non è l'unico trucco che le piante usano per farsi strada nel mondo. Riconoscono anche le piante correlate e ottimizzano le loro capacità di condividere o competere di conseguenza. Quando le piante che sono interconnesse da una rete fungina sono parenti genetici stretti, loro condividere più zuccheri con i funghi in quella rete rispetto a quando le altre piante sono imparentate in modo più distante.

Dare la priorità ai parenti può sembrarci molto familiare. Gli esseri umani, come altri organismi biologici, spesso contribuiscono attivamente ad aiutare i nostri parenti a sopravvivere. Le persone a volte parlano di questo come di un lavoro per garantire che il "nome di famiglia" continui a vivere. Per le piante, sostenere i parenti è un modo per assicurarsi che portino avanti i loro geni.

Le piante possono anche trasformare aspetti del loro ambiente per supportare meglio la loro crescita. A volte i nutrienti essenziali che sono presenti nel suolo sono "bloccati" in una forma che le piante non possono assorbire: ad esempio, il ferro può legarsi ad altre sostanze chimiche in forme molto simili alla ruggine. Quando ciò accade, le piante possono espellere i composti dalle loro radici che essenzialmente dissolvono questi nutrienti in una forma che le piante può prontamente usare.

Le piante possono trasformare i loro ambienti in questo modo individualmente o collettivamente. Le radici delle piante possono crescere nella stessa direzione, in un processo collaborativo noto come formicolio che è simile agli sciami di api o agli stormi di uccelli. Tale sciamare di radici consente alle piante di rilasciare molte sostanze chimiche in una particolare regione del suolo, che libera più nutrienti per l'uso delle piante.

Gli alberi usano reti fungine per scambiarsi messaggi e alcune specie dirottano il sistema per sabotare i loro rivali.

Meglio insieme

Comportamenti come la simbiosi micorrizica, il riconoscimento dei parenti e la trasformazione ambientale collaborativa suggeriscono che nel complesso, le piante stanno meglio insieme. Rimanendo in sintonia con il loro ambiente esterno, le piante possono determinare quando lavorare insieme e promuovere l'interdipendenza è meglio che farlo da sole.

Quando rifletto su queste connessioni sintonizzabili e sull'interdipendenza tra piante e funghi, traggo ispirazione costante, specialmente durante questo anno di pandemia. Mentre ci facciamo strada in un mondo in costante cambiamento, le piante offrono tutti i tipi di lezioni per gli esseri umani sull'indipendenza, l'interdipendenza e il sostegno reciproco.

Circa l'autore

Beronda L. Montgomery, Professore di Biochimica e Biologia Molecolare e Microbiologia e Genetica Molecolare; Vicepresidente ad interim per la ricerca e l'innovazione, Michigan State University

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Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.