Le strategie di difesa delle piante
Le piante sono continuamente esposte all’attacco di patogeni e insetti, e per limitare i danni, hanno sviluppato nel corso del tempo una serie di meccanismi di difesa diretti e/o indiretti a seconda delle modalità di azione, i quali possono a loro volta essere diversificati in difese costitutive ed inducibili.
Beh, non credevate mica che rimanessero lì inermi mentre insetti e altri animali le divoravano!
Iniziamo, dunque, il nostro piccolo viaggio alla scoperta degli strumenti di difesa del mondo green.
LE DIFESE COSTITUTIVE
Partiamo proprio dalle difese costitutive, ovvero quelle sempre attive a prescindere dalla presenza di un agente patogeno. Queste si basano essenzialmente su ostacoli di natura fisica come ad esempio la cutina, le resine o pareti lignificate;
la lignina è un polimero ramificato che conferisce resistenza alla compressione nelle piante, la cutina è una sostanza idrofoba che protegge i tessuti delle piante anche dal disseccamento e le resine, che forse conosciamo un po’ tutti, sono quelle sostanze appiccicose prodotte dalle piante e costituite da composti differenti. Insomma, Il ruolo di queste sostanze è quello di scoraggiare l’alimentazione di erbivori.
Chiaramente, non mancano all’arsenale di difesa delle piante peli urticanti e spine! Non muovendosi qualcosa dovevano pure architettare, no? A tal proposito, in diversi studi in cui questi ultimi sono state rimossi sperimentalmente, è stato osservato un aumento esponenziale degli attacchi da parte di erbivori e c’era da immaginarselo.
Altri esempi sono i composti ad azione antimicrobica presenti nella pianta indipendentemente dalla presenza del parassita come fenoli, lattoni o saponine. Le saponine, ad esempio, sono sostanze importantissime anche per l’uomo; ad alcune viene attribuita un’attività cicatrizzante e antinfiammatoria.
difese inducibili
Proseguiamo ora con le difese inducibili, che si manifestano quando l’ospite percepisce la presenza del patogeno e si ha l’innescarsi delle risposte difensive, le quali portano alla produzione ex novo di strutture o composti che limitino la progressione del patogeno.
Si preparano alla battaglia, insomma! Ne sono esempi il rafforzamento della parete tramite l’apposizione di (altra) cutina o suberina (costituente del sughero), oppure la produzione di altri composti con attività antimicrobica come le fitoalessine che sono anche un importante indicatore di salute della pianta, poiché, quando non sono presenti significa che la pianta è in buono stato e non è sotto stress (a noi sono un indicatore dello stress sono i pianti isterici alle piante le fitoalessine). In linea generale quindi, le difese inducibili vengono attivate a seguito del riconoscimento di elicitori ovvero sostanze che innescano una specifica risposta di difesa e segnalano la presenza di un patogeno. Fungono da allarme in sostanza. Vi domandate come mai sono inducibili e come mai la pianta non le produce a prescindere? Beh, perché questo le permette di evitare un eccessivo dispendio di energia nel caso in cui l’agente dannoso non sia presente. Non vale la pena allarmarsi per niente, giusto? Conviene fare economia anche qui. Gli elicitori possono essere endogeni (provenienti dalla pianta stessa) oppure esogeni (ovvero provenienti dal parassita). Gli elicitori endogeni sono molecole prodotte a seguito di lesioni dei tessuti, come, ad esempio, alcuni ormoni vegetali (Acido salicilico o Etilene), i frammenti di parete cellulare o le specie reattive dell’ossigeno (ROS). Un esempio di elicitori esogeni, invece, sono quelli prodotti dall’insetto, gli HAMPs (Herbivore Associated Molecular Patterns), ovvero molecole presenti nella saliva, o in altre secrezioni di questi ultimi ad esempio. Le difese dirette rappresentano quell’insieme di caratteristiche anatomiche, fisiche e chimiche che la pianta utilizza per contrastare l’agente infestante nel momento in cui attacca l’organismo vegetale. Di particolare interesse sono gli alcaloidi, i più conosciuti appartenenti a questa categoria sono morfina e caffeina ed i terpenoidi, molecole con proprietà antiossidanti ed allelopatiche, ne sono esempi il mentolo o i caroteni.
le difese indirette
Negli ultimi anni, però, molti studiosi si sono dedicati anche allo studio delle difese indirette, probabilmente le più interessanti, ovvero quel tipo di risposte difensive che portano al rilascio di molecole prodotte in seguito all’attacco dell’erbivoro, tra cui i composti volatili.
Questi sono composti chimici caratterizzati da un’elevata volatilità, la quale è definita come la tendenza di una sostanza a sublimare o evaporare. La particolarità di queste ultime, che sono principalmente terpeni, è che non hanno il compito di agire direttamente sull’insetto dannoso, bensì di attrarne gli antagonisti e i nemici naturali sfruttando così il loro ruolo naturale di agenti di contenimento degli insetti “cattivi”.
Come se noi venissimo attaccati da una gallina e per difenderci chiamassimo una volpe come rinforzo, è la stessa cosa. Mi rendo conto che è complicato da figurare un attacco di una gallina però, dai, è solo un esempio. In più, queste sostanze sono prodotte non solo per richiamare i nemici naturali del patogeno ma anche per allertare le piante vicine di un imminente attacco.
Le piante sono solidali tra loro! Bene, chiudo questo articolo sottolineando quanto le piante siano interessanti e fonti di molecole utili e che, sebbene ci sembrino così distanti ed “inanimate”, hanno un mondo tutto loro di comunicare, difendersi ed interagire con il mondo esterno, esattamente come gli animali, solo utilizzando un linguaggio diverso.