Le piante "spiano" e "sentono" l'odore delle piante vicine per competere per la luce fondamentale alla crescita

Uno studio ha rivelato che le piante sane rilevano il tasso di crescita di quelle circostanti attraverso segnali chimici presenti nell'aria e adattano di conseguenza il loro sviluppo e le loro difese.

Nell'orzo, la coltura su cui si basa lo studio, le piante emettono composti volatili che consentono loro di adattare la propria crescita all'ambiente.

Le piante mantengono una complessa rete di comunicazione molto più sofisticata di quanto si pensasse.

Una nuova ricerca realizzata da scienziati dell'Università Svedese di Scienze Agrarie ha dimostrato che le piante sane sono in grado di percepire la crescita delle piante vicine attraverso segnali chimici trasportati dall'aria e di modificare il proprio comportamento per adattarsi all'ambiente.

Lo studio, pubblicato sulla rivista Journal of Experimental Botany, ha identificato che questa comunicazione avviene attraverso i cosiddetti composti organici volatili (COV), sostanze chimiche che le piante rilasciano costantemente e che possono essere rilevate da altri esemplari nelle vicinanze.

Finora la maggior parte degli studi si era concentrata sul modo in cui le piante danneggiate emettono segnali di allarme per avvertire di attacchi da parte di insetti erbivori o di situazioni di stress. La nuova ricerca rivela però che anche le piante completamente sane si scambiano informazioni rilevanti per la loro sopravvivenza e il loro sviluppo.

Come le piante interpretano le loro concorrenti

I composti organici volatili sono molecole a base di carbonio che evaporano facilmente e si disperdono nell'ambiente. Oltre a svolgere importanti funzioni ecologiche, sono responsabili di molti degli aromi presenti in fiori, frutti e foglie e trovano applicazione in settori come la profumeria, la cosmetica e l'industria alimentare.

Come ha spiegato il ricercatore Velemir Ninkovic, uno degli autori dello studio, le piante rilasciano una sorta di "firma chimica" permanente che può essere interpretata da altre specie o individui vicini.

"Le piante sane emettono costantemente la propria impronta chimica nell'aria e le piante vicine utilizzano queste informazioni per regolare non solo le loro difese, ma anche l'intera strategia di crescita", ha affermato lo scienziato. Per i ricercatori, questo processo funziona come una conversazione continua tra piante che condividono lo stesso spazio.

Esperimenti con diverse varietà di orzo

Per analizzare questo fenomeno, il team ha lavorato con tre cultivar di orzo (Hordeum vulgare) caratterizzate da differenti velocità di crescita: Fairytale, a sviluppo lento; Luhkas, a crescita intermedia; e Salome, caratterizzata da una crescita rapida.

In condizioni controllate di laboratorio, le piante sono state esposte alle emissioni chimiche di ciascuna di queste varietà. Dopo 25 giorni di osservazione, gli scienziati hanno valutato i cambiamenti fisici di foglie, steli e radici, oltre a studiare le modifiche nell'espressione genetica.

Le piante rilasciano una sorta di "firma chimica" permanente che può essere interpretata da altre specie o individui vicini.

I risultati hanno mostrato uno schema chiaro. Le piante esposte ai segnali provenienti da varietà a crescita rapida hanno aumentato il proprio sviluppo, mentre quelle che percepivano le emissioni di piante a crescita lenta hanno ridotto il proprio ritmo di crescita.

L'aspetto più interessante è che questo adattamento non si è limitato a una parte specifica della pianta. L'effetto è stato osservato in modo uniforme in tutta la sua struttura, indicando una risposta integrata alle informazioni ricevute dall'ambiente.

Cambiamenti genetici e strategie di sopravvivenza

L'analisi molecolare ha permesso di scoprire che le modifiche osservate erano direttamente collegate a cambiamenti nell'attività di numerosi geni.

Quando le piante percepivano i segnali chimici di Fairytale, la varietà a crescita lenta, si attivavano geni associati alle risposte allo stress e ai meccanismi di difesa contro gli erbivori. Allo stesso tempo diminuiva l'attività dei geni legati al trasporto cellulare e alla replicazione del DNA.

Al contrario, l'esposizione ai composti emessi da Salome, la varietà a crescita rapida, produceva l'effetto opposto: venivano favoriti i processi associati alla crescita e allo sviluppo.

Tra le molecole più rilevanti identificate dai ricercatori figurano il nitrile benzilico, il linalolo e l'ottanale. Questi composti sono associati a fragranze floreali e agrumate, oltre che a particolari aromi terrosi o metallici che fanno parte della complessa chimica vegetale.

Un fenomeno che potrebbe essere diffuso in tutto il regno vegetale

Gli autori ritengono che questa capacità di interpretare i segnali chimici ambientali potrebbe essere molto più comune di quanto si pensasse.

«Le piante rilasciano naturalmente miscele di composti volatili ed è logico che abbiano sviluppato la capacità di rilevare questi segnali dopo milioni di anni di coesistenza», ha affermato Ninkovic. Secondo il ricercatore, questo tipo di interazione è probabilmente ampiamente diffuso nel regno vegetale, sebbene con intensità differenti a seconda della specie.

La scoperta apre nuove linee di ricerca su come le piante prendano decisioni, competano per le risorse e adattino le proprie strategie di crescita. Potrebbe inoltre avere future applicazioni in agricoltura, consentendo di ottimizzare le coltivazioni attraverso la gestione di segnali chimici naturali che influenzano lo sviluppo delle piante.

Riferimento dello studio

André Åbonde, Merlin Rensing, Jannicke Gallinger, Vasti Thamara Juárez-González, Iris Dahlin, Dimitrije Markovic, German Martinez, Velemir Ninkovic, Volatiles released by undamaged plants mediate the adaptive growth strategies in neighbors, Journal of Experimental Botany, 2026; erag252, https://doi.org/10.1093/jxb/erag252