Giovanna Spantigati

Stefano Mancuso insegna all'Università di Firenze. È direttore del LINV (Laboratorio Internazionale di Neurobiologia Vegetale) e della rivista «Plant Signaling & Behavior». È uno dei fondatori della neurobiologia vegetale, disciplina che studia i segnali e la comunicazione nelle piante a tutti livelli di organizzazione biologica dalla singola molecola alle comunità ecologiche. È autore di numerosi libri su comunicazione e comportamento dei vegetali.

http://www.lithium.it/dipartimento/editor/main.asp?doc=58
http://www.linv.org/

NEUROBIOLOGIA VEGETALE - NASCE UNA NUOVA DISCIPLINA

Anche gli alberi hanno un cervello

Le piante hanno una "testa pensante" con la quale comunicano, prendono decisioni, ricordano perfino. La prossima volta che vi capiterà di osservare un albero, o anche solo un cactus della terrazza, certo li guarderete con occhio diverso. Perché le piante, dalla quercia più imponente al fiore più esile, hanno una "testa pensante": riflettono, si scambiano informazioni o avvertimenti, prendono decisioni. E il loro cervello segreto è nelle radici.

Una verità che Charles Darwin aveva già sospettato e che viene confermata dalla scienza. Su ogni singola punta delle radici (il nome è apice radicale) c'è un gruppo di cellule che comunica usando neurotrasmettitori, proprio come i nostri neuroni; e queste cellule elaborano e rispondono alle informazioni che arrivano qui da tutta la pianta.

Ciascun apice è autonomo, ma può anche coordinarsi con gli altri. Un vero e proprio cervello diffuso il cui funzionamento a rete ricorda quello di internet, e che permette agli alberi non solo di comunicare, ma persino di avere una memoria e una sorta di autocoscienza.

La scoperta è di un gruppo di ricercatori delle Università di Firenze e di Bonn e rappresenta una svolta in ciò che finora si sapeva sui vegetali. È nata persino una nuova scienza, la neurobiologia vegetale,
Gli studiosi della nuova disciplina hanno dato vita alla Society for plant neurobiology e a una rivista, Plant signaling & behavior (comunicazione e comportamento delle piante).

"Le ricerche hanno provato che le piante si comportano come esseri intelligenti. Il rischio per noi è stato che si equivocasse una ricerca scientifica solida con credenze popolari che hanno diffuso una serie incredibile di sciocchezze" avverte Stefano Mancuso, del dipartimento di ortoflorofrutticoltura dell'Università di Firenze.

"La neurobiologia vegetale è nata qui e all'Università di Bonn, con il team di Frantisek Baluska, dell'Istituto di botanica molecolare e cellulare. Abbiamo scoperto che in ciascun apice radicale c'è una zona, detta di transizione, le cui cellule hanno caratteristiche neuronali. Mettono cioè in atto una trasmissione sinaptica identica a quella dei tessuti neurali animali".

L'impulso scorre nel cervello della pianta attraverso molecole, i neurotrasmettitori, molti dei quali sono gli stessi con cui comunicano i neuroni animali. "In questi apici troviamo glutammato, glicina, sinaptotagmina, gaba, acetilcolina. Ci siamo chiesti: che cosa ci stanno a fare, se le piante non hanno una trasmissione sinaptica?" racconta il ricercatore. Se era noto che i vegetali producono sostanze attive neurologicamente, come caffeina, teina o cannabina, la scoperta di neurotrasmettitori ha evidenziato l'attività neurale.

Anche il ruolo del più importante ormone vegetale finora conosciuto, l'auxina, è stato ridefinito. Baluska: "Permette alla pianta di accrescersi o di emettere nuove radici ed è un neurotrasmettitore specifico dei vegetali, molto simile alle nostre melatonina o serotonina".

"È tempo di dare il benvenuto alle piante nel novero degli organismi intelligenti" afferma Peter Barlow, della School of biological science dell'Università di Bonn. Una prova di "intelligenza vegetale", del resto, è il comportamento in caso di difficoltà. Le piante agiscono infatti con lo stesso sistema prova-errore degli animali: davanti a un problema procedono per tentativi fino a trovare la soluzione ottimale di cui, poi, si ricordano quando si presenta una situazione simile.
Se per esempio manca acqua, aumentano lo spessore dell'epidermide, ne chiudono le aperture, gli stomi, evitando la traspirazione. Riducono poi il numero di foglie aumentando quello delle radici per esplorare zone vicine.

Viene da chiedersi, però, se non si tratti di stimoli puramente meccanici. "No, si tratta di un comportamento intelligente" sostiene Mancuso. "Se le radici dovessero solo trovare acqua, potrebbe essere automatico. Ma devono anche cercare ossigeno, nutrienti minerali, crescere secondo il senso della gravità, evitare attacchi.

E valutare quindi contemporaneamente le comunicazioni chimiche che le piante si scambiano attraverso l'aria e la terra: messaggi sullo stato di salute o sui parassiti. Se sono attaccate da patogeni, comunicano alle simili della stessa specie con gas e sostanze volatili che c'è un pericolo, invitandole ad aumentare le difese immunitarie. I vegetali, così, dimostrano di essere anche sociali".

Sociali ma non necessariamente socievoli. Essendo esseri territoriali, le piante si mandano segnali del tipo "qui ci sono io", emettendo sostanze disciolte nel terreno. Le radici intercettano le comunicazioni, capiscono se hanno vicino una pianta della stessa specie, e in tal caso la reazione è blanda, oppure se è un'avversaria, e allora diventano aggressive fino a lanciare sostanze velenose.

Tenendo conto di tutti questi stimoli l'apice decide cosa fare. Decisione che viene anche dal ricordo: una pianta che ha già affrontato un certo problema è in grado di rispondere in modo più efficiente. "Questa caratteristica" ricorda Mancuso "era nota: si parlava di acclimatazione. Per esempio, l'olivo a ottobre-novembre si modifica per affrontare l'inverno. Finora lo si spiegava come una risposta meccanica alle variazioni ambientali. In realtà la pianta decide di farlo quando sente le condizioni che ha memorizzato".

Le piante hanno anche una certa coscienza di sé. Diversi esperimenti hanno mostrato che, prendendone due geneticamente identiche, due cloni, e mettendole accanto, quella che è messa in ombra dall'altra si muove alla ricerca di luce. Se invece si accorge di essere essa stessa a farsi ombra con un ramo, nulla accade.

Ma tutte le piante sono ugualmente dotate? Un filo d'erba ha lo stesso Q.I. di una quercia centenaria? "È possibile che ci siano piante più intelligenti, ma ancora non lo sappiamo" riconosce Mancuso. "Per misurare il quoziente intellettivo di un ratto lo si mette in un labirinto e si guarda quanto impiega ad arrivare al cibo.
Si è visto che una radice di mais inserita in un labirinto la cui meta era dell'azoto ci arrivava senza sbagliare, trovando la via più corta: in questo caso si tratta di organi di senso più raffinati".

"Siamo appena all'inizio di una rivoluzione nel nostro modo di pensare alle piante" commenta Dieter Volkmann, del gruppo di Bonn. Questi studi, oltre a rivoluzionare le conoscenze sulle piante, hanno ricadute anche sull'uomo. I neuroni verdi possono fungere da modello per sperimentare terapie contro malattie degenerative del sistema nervoso, come il morbo di Parkinson e di Alzheimer.

"Gli animali vengono utilizzati, e con successo, in questo tipo di studi. Usare le piante non è però un regresso nella scala evolutiva" dice Mancuso. "Una cellula neuronale vegetale è sì un modello semplificato di neurone, ma proprio per questo consente di individuarne più facilmente i meccanismi.
Non ci sono problemi di vivisezione e le cellule delle piante sono facilmente trasformabili geneticamente, caratteristiche che potrebbero farne un materiale da laboratorio valido dalla ricerca di base alle applicazioni terapeutiche.

Il Medical research council di Cambridge, il laboratorio di biologia molecolare fucina di premi Nobel, collabora con noi in questo campo". Non è finita: i neuroni delle piante potrebbero presto diventare un modello anche per gli studi sull'intelligenza artificiale.

(Damiano Fedeli 30/9/2005)
tratto da: http://archivio.panorama.it/home/articolo/idA020001032908

Cos’è una pianta

Stefano Mancuso fa parte di quelle ‘eccellenze’ italiane note nel mondo della ricerca scientifica internazionale che il grande pubblico conosce sempre troppo poco. Mancuso ha fondato e guida il LINV, Laboratorio Internazionale di Neorobiologica Vegetale, una struttura di ricerca che gli americani ci invidiano, tanto che sono tra i principali consulenti della NASA. Franco Scaramuzzi, il presidente dell’Accademia dei Georgofili che l’ha avuto come allievo, parlando di lui mi ha detto “ è una di quelle persone che riesce a vedere cose che noi non vediamo”. A lui ho chiesto di dirci ce cos’è una pianta, nell’ottica di ottenere i migliori risultati quando nel progetto sono previsti elementi vegetali.

Che cos’è una pianta?
Innanzitutto la prima cosa da far capire di una pianta è che è un essere vivente. Questa non è una cosa secondaria, abbiamo preconcetti ben radicati. Ci sono una serie di esempi che faccio sempre: questa cosa parte dalla Bibbia, quando Dio, prima del diluvio universale dice a Noè “prendi tutti gli animali”, ma non cita le piante. Eppure Noè le porta le piante, anzi la prima cosa che fa quando scende è piantare una vigna. Quindi implicitamente tutto questo fa pensare che le piante non siano creature di Dio, quindi non sono organismi viventi. E’ lo stesso concetto che c’è nell’Islam, che vieta la rappresentazione delle creature di Dio, quindi degli organismi viventi. Non si possono rappresentare né uomini né gli animali, ma le piante sì, tant’è vero che tutta l’arte islamica è un grande florilegio. E poi la letteratura. I libri sono esemplificativi del sentimento di un tempo e non ci sono libri che parlino delle piante come esseri viventi, a meno che non siano libri di fantascienza. Robinson Crusoe arriva sull’isola deserta, ci sono duecento pagine di descrizione della flora dell’isola, dopo due o tre settimane incontra un caprone e Defoe dice “finalmente incontra il suo primo essere vivente”.

Normalmente si ritiene evolutivamente che le piante siano a un livello molto basso dell’evoluzione, perché si vede l’evoluzione come una scala. Una piramide in cui ci sono i batteri, esseri unicellulari e analoghi, poi ci sono le piante, e poi iniziano gli animali, gli insetti, i rettili, gli uccelli, i mammiferi, e in cima a tutti, con il suo cervello che pensa, l’uomo. Questo non ha nulla a che fare con l’evoluzione, la Teoria di Darwin non dice questo. Dice che qualunque organismo vivente che vive oggi è all’apice della sua catena evolutiva e quindi anche piante sono all’apice della loro catena evolutiva come noi, non c’è una differenza sostanziale evolutivamente. Si tende a dire che sono più antiche: è sbagliato. Le piante, per esempio le piante da fiore, le angiosperme, che sono la maggior parte delle piante che ci circondano, si sono evolute dopo la nascita dei mammiferi. Questo è un concetto che normalmente sfugge ai più. Si ritiene che i mammiferi siano arrivati ieri e le piante invece ci siano da chissà quanto. Se guardiamo un albero della vita come si fanno oggi, con il DNA, ci accorgiamo che la distanza evolutiva fra l’uomo e le piante è molto piccola.

Le piante sono in assoluto gli esseri più grandi e più longevi che esistono sulla terra. Mi ricordo un bellissimo documentario di David Attenborough, uno degli ultimi fatto in occasione del bicentenario dalla nascita di Darwin, in cui c’è lui, ormai anziano, che si avvicina in gommone a una balena azzurra e grida “ The biggest organism on the earth!”. Non è vero, ma neanche per idea! Una balenottera azzurra è una nana in confronto del Sequoiadendrum Giganteum, questo è il nome vero, che sono le sequoie che crescono anche in un parco vicino a San Francisco. Hanno dei nomi addirittura, come il generale Caster, il generale Lee. Sono degli alberi enormi, alti più di cento metri, con dei diametri di ventisette, ventotto metri. Sono quelli gli esseri viventi più antichi e più grandi esistenti sulla terra. E fra l’altro quello che vediamo è solo la parte che esce fuori dalla terra, perché le piante non sono quello che sta fuori. Quello che sta fuori è la parte meno interessante, è la parte riproduttiva della pianta, è forse la più bella, a me piacciono i fiori, ma i fiori sono l’apparato sessuale. E in tutti gli organismi viventi, l’apparato sessuale e la testa, il centro di calcolo, stanno su due poli opposti. In alcuni casi i poli si sovrappongono, ma sono eccezioni. Noi guardiamo i fiori, che ci piacciono, ma la parte bella di calcolo e di senso sta sotto terra.

Le piante non sono individui, come gli animali. Individuo vuol dire indivisibile. Se io mi taglio a metà muoio, se taglio a metà una pianta la moltiplico. La posso tagliare cento, mille volte ma la moltiplico. Questo perché le piante sono costruite in una maniera del tutto differente rispetto all’uomo, sono sessili, cioè non vanno in giro. Si muovono tanto ma non si spostano. Fecero la scelta di stare ferme e di prendere l’energia del sole, scelta che è estremamente intelligente e condivisibile, tant’è vero che rappresentano oltre il novantanove per cento della biosfera, cioè di tutto quello che è vivo. Cavalli-Sforza, che è un genetista che se ne intende di queste cose, dice riguardo all’uomo che siamo molto bravi perché la nostra biomassa è aumentata tantissimo, eravamo mille all’incirca un milione di anni fa e oggi siamo sei miliardi. Quindi una grande crescita di biomassa. Se uno vuole sapere il successo evolutivo di qualche cosa deve vedere la crescita di biomassa. Bene, le piante sono il novantanove virgola c’è chi dice cinque, c’è chi dice otto, per cento di tutto quello che è vivo. Praticamente tutto quello che è vivo sul pianeta sono piante, il resto sono tracce. E quindi la scelta di prendere l’energia dal sole è stata importante. Fra l’altro noi viviamo grazie alle piante. Senza le piante non esisterebbe nessuna catena alimentare, non esisterebbe ossigeno, niente. Le piante sono la vita. Se spariscono animali, uomini, funghi, eccetera la vita continua tranquillamente, non cambia niente al pianeta, anzi forse starebbe meglio. Se sparissero le piante la Terra diventerebbe come Marte in meno di cento anni. Queste cose fondamentali ci fanno capire come noi spesso abbiamo un atteggiamento troppo antropocentrico.

Comunque dicevo, sono fatte in maniera diversa perché stanno ferme, può arrivare un animale e mangiarle, quindi sono fatte in maniera da poter sopravvivere a questo, non hanno organi come il fegato, i polmoni, un cervello, troppo pericoloso: arriva un animale gli prende il fegato o il cervello e hanno finito. Le piante sono simili a una colonia di insetti o a un organismo coloniale, sono formate da tanti moduli che si ripetono centinaia di volte, uno gliene può portare via quanti ne vuole e non succede nulla. Questa è una rapidissima carrellata che le dimostra come le piante siano una cosa completamente diversa rispetto a quello che noi normalmente riteniamo le piante siano, per non parlare poi ovviamente di tutto quello che fanno di fondamentale.
Se io devo lavorare con le piante, da cosa non posso prescindere? Cos’è che devo tenere necessariamente presente?

Le piante sono degli organismi viventi evoluti, diversi dagli animali perché non si spostano. Non si spostano significa che sono molto territoriali. L’ambiente, per le piante, è fondamentale, l’ambiente all’interno del quale vivono. Quindi da un punto di vista pratico, chi dovesse, o volesse, lavorare con le piante, non può prescindere dal creare l’ambiente migliore possibile per la loro vita. Le piante poi si sono evolute ognuna all’interno di un particolare areale. Se uno deve utilizzare delle piante deve sceglierne che sono adatte a quel areale. Questo non ha nulla a che vedere con quelle liste di tipo paesaggistico, che dicono: in Toscana devi usare il Cipresso, l’Ulivo. Quelle sono delle regole diverse che possono essere o meno seguite, ma che non hanno a che fare con quello. In Toscana uno può usare anche il Liliodendro Tulipifera, che non è una pianta toscana. Può anche usare la Paulownia che è una pianta cinese. O un Acero del Canada, da questo punto di vista crescono benissimo. Io intendo dire che bisogna che gli areali di provenienza siano uniformi. Areale è proprio il termine che indica la zona all’interno della quale una specie si è evoluta. Le piante sono tantissime, questo è un altro punto. Probabilmente le piante che vengono più utilizzate sono un cinquantina, mentre le specie vegetali sono infinite, soltanto di angiosperme se ne conoscono più di mezzo milione di specie e conosciamo solo una piccola parte delle piante esistenti, meno del 10%.

Ci sono piante meravigliose, bellissime, con cui creare degli ambienti particolari. Ci sono piante per ambienti di qualunque tipo: ci sono piante per ambienti dove non cade mai una goccia d’acqua, piante che crescono nell’acqua, piante che crescono con concentrazioni di sale in cui non starebbe neanche un acciuga. C’è di tutto, le piante sono gli organismi pionieri per eccellenza. Quando nasce un vulcano in mezzo all’oceano e si formano delle isole vulcaniche per eruzione, che sono completamente sterili, appena si comincia a raffreddare il magma, la prima cosa che appare sono le piante. Arrivano dei semi col vento, riescono a crescere dappertutto. Quindi direi che una regola pratica è: se devi usare delle piante, è meglio spendere cinque volte per l’ambiente, e una volta per la pianta. Il terreno nel quale devi mettere delle piante non deve essere di un ambiente urbano. Nell’ambiente urbano non c’è un terreno agrario: se uno fa un buco trova tubi, pezzi di plastica, mattoni. Non crescono bene le piante li. E’ meglio spendere due o tre volte di più per ricreare l’ambiente piuttosto che la pianta. Meglio mettere una pianta piccola in un ambiente buono, piuttosto che una pianta già adulta, che è di pronto effetto, in un ambiente degradato. Poi queste piante non crescono bene e muoiono.
(25/05/2011)

tratto da: http://www.ariannaeditrice.it/articolo.php?id_articolo=38926

CONFERENZA DI STEFANO MANCUSO

L'utopia tranquilla delle piante
Festival della Scienza - Genova 2011

Le piante hanno comportamenti sofisticati ed evoluti, una vita sociale meravigliosamente ricca e, in generale, una affascinante complessità che per millenni è rimasta sepolta sotto la loro apparente immobilità.

http://www.festivalscienzalive.it/site/home/conferenze/utopia-tranquilla-delle-piante.html

16-21 settembre 2012 First symposium on plant signalling and behavior - Perth Western Australia

It was conceived out of a desire to support and advance this new and exciting research field by bringing together a diverse group of researchers who work with and are concerned by plants, but are doing so from very different perspectives. The aim of the symposium is to build a trans-disciplinary bridge for emergent knowledge and news of the plant world to be shared widely and flourish into rewarding collaborative explorations.

http://spsb2012.com/
http://www.landesbioscience.com/journals/psb/

Altre fonti:

italiano
www.vocidipiante.it
http://www.mednat.org/piante_parlano.htm
http://www.formazioneecrescita.it/abbraccio-un-albero-e-sto-bene-ora-e-provato/
http://www.multilingualarchive.com/ma/enwiki/it/Biocommunication_(science)
http://www.multilingualarchive.com/ma/enwiki/it/Plant_perception_(paranormal)
http://www.multilingualarchive.com/ma/enwiki/it/Communication
http://www.radionica.it/index.asp?scelta=3bis&id_foto_up=1&id_argomento=4&id_strumenti=15

inglese
http://www.plantneurobiology.org/
LibriVox " The Origin of Species by Charles Darwin
http://en.wikipedia.org/wiki/Biocommunication_(science)