Svelati i meccanismi di comunicazione tra le piante da un team di ricercatori guidato dal Professor Masatsugu Toyota dell’Università di Saitama in Giappone. I risultati dello studio sono pubblicati su Nature Communications. Le piante emettono composti organici volatili (VOCs) nell’atmosfera in risposta a danni meccanici o attacchi di insetti. Le piante non danneggiate nelle vicinanze percepiscono i VOCs rilasciati come segnali di pericolo, attivando risposte difensive contro le minacce future. Questo fenomeno di comunicazione aerea tra le piante tramite i VOCs è stato documentato per la prima volta nel 1983 ed è stato osservato in oltre 30 diverse specie vegetali.
Tuttavia, i meccanismi molecolari alla base della percezione dei VOCs e dell’induzione delle difese rimangono ancora poco chiari. Il team ha visualizzato in tempo reale la comunicazione tra le piante tramite i VOCs e ha svelato come i VOCs vengano assorbiti dalle piante, innescando risposte difensive dipendenti dal calcio (Ca2+) contro le future minacce. “Abbiamo costruito un’apparecchiatura per pompare i VOCs emessi dalle piante nutrite da bruchi sulle piante non danneggiate nelle vicinanze e l’abbiamo combinata con un sistema di imaging fluorescente in tempo reale in campo aperto,” dice Toyota.
Questa configurazione innovativa ha permesso di visualizzare lampi di fluorescenza che si diffondevano in una pianta di senape Arabidopsis thaliana dopo l’esposizione ai VOCs emessi dalle piante danneggiate dagli insetti. Le piante creano sensori di proteine fluorescenti per il calcio intracellulare, pertanto, le variazioni nella concentrazione di calcio intracellulare possono essere monitorate osservando i cambiamenti nella fluorescenza. “Oltre agli attacchi degli insetti, i VOCs rilasciati dalle foglie danneggiate manualmente hanno indotto segnali di Ca2+ nelle piante non danneggiate nelle vicinanze,” dice Toyota.
Per identificare che tipo di VOCs inducevano i segnali di Ca2+ nelle piante, il team di Toyota ha investigato vari VOCs noti per indurre risposte difensive nelle piante. Hanno scoperto che due VOCs, il (Z)-3-esenale (Z-3-HAL) e l'(E)-2-esenale (E-2-HAL), entrambi aldeidi a sei atomi di carbonio, inducevano segnali di Ca2+ in Arabidopsis. Z-3-HAL ed E-2-HAL sono sostanze chimiche volatili con odori erbacei noti come volatili delle foglie verdi (GLVs) emessi dalle piante danneggiate meccanicamente o dagli erbivori.
