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Le piante : esseri viventi e complessi

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Le piante sono uno dei tre principali gruppi (regni) di organismi multicellulari in cui vengono distribuiti gli esseri viventi. Gli altri due sono quelli degli animali e quello dei miceti (funghi). Ogni anno vengono scoperte quasi 2.000 specie nuove, sapendo che fino ad oggi sono state identificate circa 400.000 specie di piante.

L'unità di vita: dalla cellula animale alla cellula finale

Le Piante, insieme agli animali ed ai funghi, appartengono al grande gruppo di organismi multicellulari con la presenza di nuclei e mitocondri nelle loro cellule, chiamati organismi eucariotici. La maggioranza dei ricercatori considera che i fossili conosciuti come i più vecchi eucarioti sarebbero invecchiati da 2,1 a 2,7 miliardi di anni.

La cellula animale è apparsa la prima volta per l'assorbimento da una cellula primitiva di un batterio che diventa un organo di esso, i mitocondri. Poiché la cellula animale deve nutrirsi di costituenti organici preesistenti, viene chiamata «eterotrofica».

Quindi la cellula vegetale è stata formata circa 1,6 miliardi di anni fa dall'assorbimento aggiuntivo di un alga blu (cianobatterio) fotosintetico da una cellula animale a sua volta diventando un altro organo di quest'ultimo, il cloroplasto. Questa nuova cellula in grado di produrre la sua materia organica, chiamata "autotrofica” partendo dai sali minerali attinti dal terreno e l'anidride carbonica assimilata grazie all'energia solare, ha dato vita alla filogenesi della linea verde.

Le piante condividono così alcune caratteristiche cellulari comuni con gli animali e lo studio del loro comportamento all'interno degli ecosistemi sembra indicare che non abbiano nulla da invidiare ai loro cugini lontani.

Caratteristiche principali delle piante

Come già accennato, le piante, in contrapposizione agli animali e ai funghi, sono organismi in grado di produrre la loro materia organica attraverso il meccanismo di fotosintesi che avviene in cloroplasti utilizzando pigmenti verdi (clorofille). Le cellule vegetali sono anche distinte dalle cellule animali dalla presenza di una parete cellulosica aggiuntiva attorno a ciascuna di esse ed alcune molecole specifiche come la lignina che rende rigidi i tessuti.

Inoltre, sono organismi collegati al suolo dal loro sistema radicale. Ciò li rende molto dipendenti dalle condizioni del loro ambiente. Questa fissità li ha costretti a sviluppare un gran numero di strategie per far fronte alle variazioni del loro ambiente di vita, a differenza degli animali che possono fuggire durante un maltempo.

Il riso ha più di 50.000 geni mentre gli esseri umani hanno circa 26.000 geni. Secondo Francis Hallé, botanico specializzato nell'ecologia delle foreste pluviali tropicali «se il riso ha il doppio di geni dell'uomo, ciò dimostra che in fondo è più complesso».

Il ruolo delle piante negli ecosistemi

Le piante costituiscono la base della catena alimentare, che dà loro un ruolo fondamentale nel funzionamento complessivo della biosfera. Sono chiamati "produttori primari" perché sono in grado di produrre la loro materia organica attraverso la fotosintesi. Sia sulla terra che in acqua, le piante sono all'origine di qualsiasi catena alimentare.

Vale la pena ricordare che la vita degli uomini dipende interamente dalle piante, non solo per la fornitura di ossigeno, per soddisfare i propri bisogni energetici sotto forma di risorse fossili accumulate in milioni di anni e fornire medicine e cibo.

Sensorialità, memoria e comunicazione nel mondo delle piante

Le piante percepiscono le stimolazioni dell'ambiente (pioggia, vento, freddo, calore, aggressioni degli erbivori o patogeni, ecc.) e memorizzano per un tempo sufficientemente lungo, non proprio questi stimoli, ma piuttosto il tipo di reazione che provocano. Questa capacità è una risorsa preziosa che permette alle piante di dare una risposta finale integrata all’insieme degli stimoli e alle loro fluttuazioni. Se una pianta percepisce uno stimolo al quale è stata sottomessa, la sua risposta sarà più forte.

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Contemporaneamente agli studi iniziali della memorizzazione delle piante nei primi anni '80, un biologo e un chimico, Jack Schultz e Ian Baldwin, hanno aperto la strada a dimostrare la comunicazione chimica tra piante attraverso le loro opere pubblicate nella prestigiosa rivista scientifica "Science" [Baldwin 1983].

Così, progressivamente, negli ultimi tre decenni, una complessità nascosta del mondo vegetale è stata portata alla luce grazie al progresso tecnologico degli ultimi anni grazie all'ostinatezza dei ricercatori che rifiutano posizioni dogmatiche. Nuovi campi di studio sono emersi, come quelli della neurobiologia vegetale e dell'intelligenza delle piante.

«Quando le persone saranno pronte a concepire che le piante non sono cose passive come mobili ma organismi altamente sofisticati e evoluti, allora le rispetteranno».

Stefano Mancuso, Università di Firenze (Italia)

Le piante sono quindi dotate di molteplici facoltà ritenute riservate al mondo animale [Baluska 2009]. Per scoprirle, sono stati proposti tre articoli:

 La comunicazione nel mondo vegetale

 La memoria delle piante

 La sensorialità delle piante

Dider GUÉDON, Esperto al Comitato francese di Farmacopea


Bibliografia :

Baldwin IT, Schultz JC. Rapid changes in tree leaf chemistry induced by damage: evidence for communication between plants. Science 1983;221:277-9.
Baluska F, Mancuso S. Plant neurobiology. Plant Signal Behav 2009;4:475-6.
Campbell N, Reece J, Urry L, Cain M, Wasserman S, Minorsky P, Jackson R. Biologie, 9ème ed. Pearson Education, 2012.
Margulis L. Origin of eucaryotic cells. Yale University Press, 1970.
Thellier M, Desbiez MO, Champagnat P, Kergosien Y. Do memory processes occur also in plants ? Physiol Plant 1982;56:281-4.
Thellier M. Les plantes ont-elles une mémoire? Quae, 2015.
Vian A, Stankovic B, Davies E. Signalomics: Diversity and Methods of Analysis of Systemic Signals in Plants. In: Plantomics: the omics of plant science. Springer, 2015:459-490.