La vita sociale delle piante

Foto: Kelly Sikkema/Unsplash

Lo sappiamo, tra piante e animali c’è un divario incolmabile, segnato soprattutto dalla capacità di movimento e dalla presenza di un sistema nervoso, entrambe caratteristiche di cui gli animali sono dotati e le piante sono prive.

In base a questa macro-distinzione, le piante sono state tradizionalmente considerate passive, obbligate ad adattarsi all’ambiente esterno senza grandi capacità di azione.

Eppure, la ricerca in ambito botanico ci sta costringendo a cambiare idea: le piante, pur mantenendo le loro peculiarità e le loro incolmabili differenze rispetto alla vita animale, sono tutt’altro che passive, tutt’altro che ‘sottomesse’ al proprio ambiente. Al contrario: quell’ambiente lo modificano, e sono ben più attive di quanto potremmo indovinare osservando la Monstera deliciosa che abbiamo in salotto.

Le capacità delle piante sono molte: sanno difendersi dai predatori e mandare segnali d’allarme alle altre piante in caso di pericolo; sanno muoversi (seppure in modo diverso dagli animali) ed esplorare l’ambiente che le circonda. Tutto questo avviene attraverso meccanismi molto diversi da quelli evolutisi nel mondo animale, ma non per questo meno complessi: segnalazioni chimiche, impulsi elettrici, scambio di ormoni. E non è necessario ‘animalizzare’ le piante – ad esempio ipotizzando che abbiano un’intelligenza, una coscienza o una percezione sensoriale come quelle diffuse nel ‘nostro’ regno – per lasciarsi meravigliare dalle loro capacità.

Un’abilità sorprendente...

Tra le molte abilità vegetali che i ricercatori stanno scoprendo ve n’è una particolarmente sorprendente, proprio per la somiglianza con una peculiarità del mondo animale: sempre più prove sperimentali mostrano che anche le piante sono in grado di riconoscere i propri simili, distinguendo sia i membri della stessa specie, sia i propri parenti (cioè individui con un certo grado di discendenza comune, e che dunque condividono una percentuale molto alta del patrimonio genetico).

In un articolo di revisione della letteratura pubblicato sulla rivista scientifica Biological Reviews, Akira Yamawo, docente di ecologia vegetale all’università di Kyoto, in Giappone, sintetizza le conoscenze teoriche ed empiriche finora accumulate dalla comunità scientifica che dimostrano come la capacità di riconoscere i propri simili sia piuttosto diffusa nel mondo vegetale.

Come spiega Yamawo, la capacità delle piante di riconoscere chi sta loro intorno modifica il comportamento delle piante stesse: la presenza di un conspecifico, e in particolare di un ‘parente’, oppure la presenza di un membro di un’altra specie influiscono sulla crescita della pianta, sullo sviluppo delle radici, sulla posizione delle foglie e persino sull’attività di riproduzione.

Sebbene i meccanismi che consentono alle piante di capire se un vicino è geneticamente vicino o no – e, dunque, nel secondo caso, è un potenziale concorrente per le risorse – non siano ancora ben compresi, è ormai assodato che la percezione della vicinanza genetica tra una pianta e le proprie vicine influenza la plasticità fenotipica della pianta stessa, portandola cioè a sviluppare un ‘fenotipo’ (caratteristiche fisiche e atteggiamenti) che risponde direttamente alle condizioni ambientali specifiche. Questi cambiamenti, a loro volta, possono generare una sorta di effetto a cascata, riverberandosi sull’equilibrio dell’intera comunità ecologica e, se persistenti nel tempo, anche sul percorso evolutivo delle specie coinvolte.

...e molto diffusa

La capacità di riconoscere la parentela con un altro individuo è stata finora osservata in 66 diverse specie appartenenti a 58 generi e 30 famiglie di piante: una diffusione che suggerisce quanto questa caratteristica sia importante tanto a livello ecologico quanto a livello evolutivo, per essersi evoluta (probabilmente molte volte in modo indipendente) in così tanti rami dell’albero della vita.

Le evidenze sempre più schiaccianti hanno costretto i botanici a mettere progressivamente da parte il loro scetticismo, che era radicato e motivato anche dalla resistenza ad applicare i concetti degli studi sul comportamento sociale – tipicamente riservati agli animali – anche al mondo vegetale. Eppure, scrive Yamawo, “le teorie sul comportamento sociale non implicano intrinsecamente una cognizione altamente complessa né la presenza di un sistema nervoso centrale, ed è stato dimostrato che, in linea generale, si applicano bene anche a organismi con forme decentralizzate o alternative di elaborazione delle informazioni, come i funghi e altri sistemi non neurali”.

Cooperazione tra parenti

Se guardiamo al fenomeno da una prospettiva evolutiva, in effetti, è logico che anche le piante sappiano riconoscere parenti e conspecifici: se l’obiettivo di ogni essere vivente è sopravvivere e portare avanti la specie, è evidente che ognuno tenda a cooperare più con chi condivide il proprio stesso patrimonio genetico (figli e fratelli in primo luogo) che con individui meno legati da vincoli parentali, anche se della stessa specie. In questo modo, si massimizzano le probabilità che il proprio patrimonio genetico venga trasmesso alla prossima generazione, anche se a raggiungere il successo riproduttivo dovesse essere un nostro parente, e non noi in prima persona. È uno degli assunti di base della teoria della selezione parentale (o kin selection), che sembra valere anche nel mondo vegetale.

Ad esempio, i ricercatori hanno osservato che le piante imparentate che crescono vicine tendono a disporre le foglie in modo da condividere equamente la luce del sole, anziché competere per accaparrarsi il posto più assolato. Lo stesso avviene con lo sviluppo delle radici: quando una pianta ha intorno a sé individui con un corredo genetico diverso dal proprio (anche se della stessa specie), tende a investire più risorse nello sviluppo delle radici, mentre quando il vicino fa parte della propria ‘famiglia’, tende a concentrarsi di più sulle attività di riproduzione. Un caso estremo di parentela riguarda le popolazioni di piante composte da cloni (individui geneticamente identici), le quali, in base a questo meccanismo, crescono più velocemente delle popolazioni non clonali: un fenomeno che potrebbe avere conseguenze di lungo termine sulla composizione genetica della popolazione o della specie.

Una risaia - Shutterstock

L’importanza di sapere chi si ha a fianco

La capacità di discriminare l’identità dei vicini si interseca con un’altra inaspettata abilità vegetale: la comunicazione. Quando una pianta vive una situazione di pericolo, rilascia composti volatili che segnalano il pericolo alle piante del circondario. Pare che “l’efficacia della comunicazione tra le piante dipenda dal legame genetico e dalla struttura della popolazione degli organismi che interagiscono”, scrive Yamawo. A partire da questi dati, è stato ipotizzato che la capacità di riconoscere gli altri individui possa influire sulla sopravvivenza di una popolazione in condizioni di stress.

Tutti gli individui vivono in un ecosistema composto da molte specie diverse: la capacità di riconoscere i consimili potrebbe contribuire anche a plasmare le interazioni – in particolare, la competizione per le risorse – tra piante di specie diverse. Riconoscendo i vicini simili, le piante imparentate si aiutano a vicenda, unendo le forze per competere con le altre specie locali.

Un caso interessante, che il ricercatore giapponese riporta nel suo articolo, riguarda il riso: è stato osservato che un gruppo imparentato di piante di Oryza sativa è più efficace nel ridurre la crescita di piante infestanti rispetto a un gruppo di piante di riso non imparentate tra loro. Il meccanismo è piuttosto semplice: le piante riconoscono gli estranei e concentrano tutte le attività di competizione nei loro confronti, rendendone difficile la sopravvivenza. Qualcosa di molto simile avviene anche nelle foreste, tra piante la cui vita è molto più lunga rispetto a quella delle piante erbacee: anche gli alberi, infatti, si alleano con i loro ‘parenti’ in una sorta di competizione collettiva con i membri delle altre specie influenzando in questo modo, tra l’altro, la stessa composizione delle foreste.

I costi nascosti della sorellanza

Come tutto in natura, questa spiccata tendenza alla cooperazione tra piante sorelle non ha soltanto vantaggi, sebbene questi siano molti, ma comporta anche dei costi. Yamawo mette in evidenza un costo nascosto della cooperazione tra parenti: una popolazione composta da individui strettamente imparentati, e dunque con una bassa diversità genetica, avrà un discreto successo nella competizione con altre specie; d’altro canto, però, avrà poche difese nel caso in cui arrivasse un individuo della stessa specie con un genotipo non imparentato. Quest’ultimo si stabilirà facilmente nella popolazione, aumentandone la diversità genetica e rendendola così meno efficace nel far fronte comune contro concorrenti di altre specie. È un ciclo che – in alcune condizioni ecologiche, come quando i semi non si disperdono lontano dalla pianta madre – fa oscillare le popolazioni tra picchi di bassa e alta diversità genetica, con conseguenze sull’intera comunità ecologica.

Approfondire questi fenomeni dà un’idea di quanto le piante siano organismi tutt’altro che passivi: interagiscono costantemente, e attivamente, con l’ambiente intorno a loro e con gli altri individui che lo abitano. E le loro azioni hanno conseguenze in grado di modificare nel corso del tempo la composizione e gli equilibri di interi ecosistemi.

Una delle domande più interessanti che queste ricerche sollevano, allora, non è se le piante possiedano qualche forma di comportamento sociale, al pari degli animali, ma quanto il confine che credevamo tanto netto tra il mondo vegetale e quello animale sia ancora così ben definito, e quanto invece debba essere rinegoziato.