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Botanica e agronomia

Una recente ricerca condotta da un team di scienziati israeliani dimostra come le piante sarebbero in grado di ascoltare pur non avendo orecchie.

I ricercatori dell’Università di Tel-Aviv hanno scoperto che le piante possono effettivamente sentire il ronzio delle api di passaggio, reagendo a tale suono producendo un nettare più dolce. A fungere da organi sensoriali non ci sarebbero delle vere e proprie orecchie ma i fiori stessi.

La pianta di Oenothera drummondii

Oenothera drummondii foto di Jonathan Golan

La pianta presa in osservazione è Oenothera drummondii, un’erbacea perenne che prende il nome da Thomas Drummond, naturalista scozzese vissuto nei primi anni del 1800. Questa specie, originaria del Texas, presenta fiori nettariferi campanulati di colore giallo. I frutti sono delle capsule deiscenti contenenti numerosi semi. Le sue caratteristiche di grande rusticità e adattabilità ne hanno facilitato la rapida diffusione sulle principali aree costiere del globo caratterizzate dalla presenza di dune sabbiose. Sono ritrovabili in abbondanza anche sulle coste meridionali del bacino mediterraneo. Il fiore è formato da quattro petali e si apre nelle ore serali. I suoi principali impollinatori sono alcune falene (soprattutto di notte e nelle prime ore del mattino) e api (al crepuscolo e al mattino).

2 fiori di Oenothera drummondii foto di Zeev Zeeev

Un fiore che sente le api

La dottoressa Lilach Hadany, Yuval Sapir, Yossi Yovel e il team di ricerca israeliano hanno effettuato test su più di 650 fiori di Oenothera, ritrovabili in abbondanza sulle dune di Beit Yanai. Le prove sono state condotte sia nell’ambiente esterno che in laboratorio, utilizzando tecniche avanzate come la vibrometria laser. Dagli esperimenti condotti è emerso che tre minuti dopo essere stati esposti al ronzio di un’ape in volo, i fiori hanno iniziato a produrre un nettare più dolce, con una concentrazione in zuccheri del 20% maggiore del consueto.

La stessa reazione si ottiene sottoponendo i fiori di Oenothera a segnali acustici artificiali con le stesse frequenze del suono emesso dalle api in volo mentre vengono ignorate vibrazioni a frequenze diverse, indotte ad esempio dal vento, a testimonianza di come questa pianta fosse in grado di filtrare i rumori captati, scartando frequenze non correlate con la presenza di insetti pronubi.

Per la prima volta è stato così possibile documentare che le piante possono rispondere rapidamente ai suoni degli impollinatori in modo ecologicamente rilevante.

Ape con fiore

Ipotesi di partenza ed esperimento

L’ipotesi sulla quale gli scienziati sono andati ad indagare è che la piante possano effettivamente captare le vibrazioni delle onde sonore utilizzando come padiglione auricolare il fiore, la cui forma concava aiuterebbe la percezione dei suoni.

Gli esperimenti hanno misurato la produzione di nettare sui fiori di Oenothera in risposta a diversi tipi di suono: silenzio, registrazioni di un’ape a 10 centimetri di distanza e suoni generati dal computer a frequenze basse, intermedie e alte.

Le piante poste sotto campane di vetro al fine di insonorizzare l’ambiente non hanno mostrato significative variazioni nella concentrazioni di zuccheri del nettare, così come quelle sottoposte a frequenze intermedie (34-35 kilohertz) e alte (158-160 kilohertz).

Le piante esposte a registrazioni di ronzii d’ape (0.2-0.5 kilohertz) e altre basse frequenze prossime a quel suono (0.05-1 kilohertz) hanno invece risposto in 3 minuti aumentando le concentrazioni di zucchero all’interno del nettare.

Ulteriori test di laboratorio

Per accertare che fosse davvero il fiore l’organo sensoriale coinvolto, Hadany e la sua coautrice Marine Veits, hanno messo le piante di Oenothera in uno specifico macchinario chiamato vibrometro laser, in grado di rilevare e misurare movimenti minimi. Sottoposti al suono registrato di un’ape in volo, i petali dei fiori vibravano con le stesse lunghezze d’onda dei trattamenti sonori.

Durante gli esperimenti, per confermare che la struttura del fiore fosse la responsabile, sono stati testati anche alcuni fiori ai quali mancavano uno o più petali, questi fiori non hanno prodotto alcun cambiamento nella produzione del nettare, cosa che suggerirebbe la plausibilità del meccanismo per il cui il fiore funge da organo sensoriale uditivo della pianta.

Ape su fiore

Vantaggi competitivi

Le piante hanno molte interazioni con gli animali e gli animali emettono e sentono rumori“, ha detto un membro del team, Lilach Hadany, a Ed Yong all’Atlantico. In funzione di questo sarebbe strano che le piante non cerchino di allinearsi per sfruttare questo ingegnoso meccanismo. Infatti, produrre nettare più dolce significa che le api potrebbero continuare a nutrirsi più a lungo, aumentando sia la possibilità che gli insetti raccolgano il polline, sia che tornino poi a nutrirsi sui fiori della stessa specie. Nelle osservazioni sul campo, i ricercatori hanno scoperto che gli impollinatori erano nove volte più comuni intorno alle piante che un altro impollinatore aveva visitato nei sei minuti precedenti.

Tutto ciò favorisce l’impollinazione incrociata, fondamentale perché gli ovuli del fiore vengano impollinati con materiale genetico di un altro individuo della stessa specie. Ciò permette arricchimento genetico e la potenziale comparsa di caratteri migliorativi.

Inoltre questo rapporto fra suono e produzione del nettare è ben calibrato, perché le piante devono essere sicure che valga la pena aumentare la dolcezza e che non siano risorse utilizzate a vuoto. Acqua e zuccheri sono risorse scarse, soprattutto negli ambienti aridi dove Oenothera drummondii è solita crescere: ottimizzarne l’utilizzo è un grande vantaggio per la pianta.

Implicazioni ulteriori

Le potenzialità di questa scoperta sono appena state scalfite, tanto che le domande dei ricercatori aumentano, chiedendosi in quanti altri campi queste vibrazioni possano servire alle piante.

Un secondo studio, scaturito dagli interessanti risultati raggiunti dal team israeliano, indaga ora un lato più attivo della bioacustica: le piante emettono infatti dei suoni, impercettibili per volume e frequenze dall’uomo ma probabilmente udibili da insetti e altri animali. Questo potrebbe essere utile alle piante per attirare animali coinvolti nella dispersione dei semi o per segnalare il proprio stato di salulte a piante vicine, l’arrivo di un predatore erbivoro o di un parassita. I primi esperimenti condotti su piante di pomodoro e tabacco sembrano essere incoraggianti.

Dobbiamo tenere conto del fatto che i fiori si sono evoluti con gli impollinatori per molto tempo“, “Sono esseri viventi e anche loro hanno bisogno di sopravvivere nel mondo. È importante per loro essere in grado di percepire il proprio ambiente, soprattutto se non possono andare da nessuna parte“. Afferma Hadany.

Capita spesso di vedere piante che reagiscono alle varie tipologie di luce o al tatto, adesso è possibile anche aggiungere le vibrazione acustiche.

Piccola curiosità, il nome inglese comune dell’Oenothera drummondii è Evening primrose, primula della sera, lo stesso di un famoso musical tratto dal racconto di John Collier. Per una pianta che sente non poteva essere altrimenti.

In Italia è molto più diffusa la specie Oenothera biennis, dove cresce spontanea in aree marginali, sui cigli stradali e negli incolti, elevando fiori gialli

Fiore di Oenothera drummondii
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