Il ronzio di un’ape può stimolare un fiore: nuove scoperte sulla comunicazione tra piante e impollinatori

Esiste un dialogo fatto di colori e profumi, capace di tenere in equilibrio interi ecosistemi. Stiamo parlando delle piante e dei loro impollinatori, una simbiosi che ha plasmato il nostro mondo e la cui assenza avrebbe conseguenze catastrofiche per tutto il pianeta. Eppure piante e insetti non comunicano soltanto con segnali visivi o olfattivi: il ronzio di un’ape potrebbe cambiare, in pochi minuti, il “comportamento” di un fiore.

Infatti, di recente sono state raccolte prove a supporto dell’ipotesi che le piante siano in grado di percepire i segnali acustici per interpretare e rispondere alle sfide presentate dall’ambiente che le circonda. Benché prive di un vero e proprio sistema nervoso, le piante possono percepire l'ambiente circostante e acquisire le informazioni necessarie per rispondere agli stimoli. Per esempio, il rumore di un ruscello può stimolare la crescita radicale verso la fonte di acqua, mentre altri suoni possono favorire la germinazione dei semi, accelerare la crescita di alcune parti della pianta o ritardarne la maturazione.

In condizioni di stress idrico, cioè quando l’acqua scarseggia, le piante possono persino produrre suoni tramite un fenomeno chiamato cavitazione: quando bolle d’aria interrompono il flusso dell’acqua nello xilema (il tessuto, costituito da vasi, adibito al trasporto della linfa), generano ultrasuoni.

Ma quindi, se anche le piante possono produrre, emettere e percepire suoni, perché non dovrebbero sfruttare anche i segnali acustici per rafforzare la loro stretta relazione con gli impollinatori?

 

Per rispondere a questa domanda, il progetto internazionale Good Vibes, finanziato dallo Human Frontiers Science Program e coordinato dal Vibrant Lab del Dipartimento Scienze della Vita e Biologia dei Sistemi dell’Università di Torino, ha indagato come le piante “riconoscano e rispondano ai segnali vibroacustici degli impollinatori”. 

Lo studio ha coinvolto docenti in biotecnologie vegetali dell’Università di Valencia e in ingegneria del suono dell’Università di Sydney (UTS), unendo competenze che spaziano dall’entomologia (la branca della zoologia che studia gli insetti) alla bioacustica, dalla biologia molecolare alla fisica e alla modellistica.

I risultati di questo progetto suggeriscono che l’efficacia dell’impollinazione sia mediata anche da segnali acustici. Sebbene ancora non si sappia in che modo questi segnali vengano percepiti, 

ogni specie di insetto in volo produce con il battito delle sue ali una “firma sonora” che le piante sembrano riuscire a distinguere.

Per dimostrarlo, abbiamo registrato il suono degli insetti che visitano una specie di bocca di leone endemica della penisola iberica, l’Antirrhinum litigiosum, verificando quali si comportassero da buoni impollinatori - ossia quegli impollinatori che trasferiscono efficacemente il polline tra i fiori, e quali fossero invece poco efficienti o addirittura ladri di nettare, come gli insetti che prelevano il nettare senza trasferire il polline e senza essere d'aiuto per la pianta e che sono da allontanare.

Analizzando le “firme” prodotte durante il volo, è stato possibile discriminare questi insetti in base a parametri temporali e di frequenza. Successivi esperimenti di playback (ovvero di riproduzione dei suoni) hanno confermato la nostra ipotesi, cioè che anche le piante hanno la capacità di distinguere questi suoni.

Infatti, quando abbiamo riprodotto, attraverso alcuni altoparlanti, i segnali acustici di un impollinatore efficiente come l’ape selvatica Rhodanthidium sticticum, di un ladro di nettare come il bombo Bombus terrestris, e suoni di controllo (generati dal computer o semplicemente il silenzio), le bocche di leone hanno risposto in maniera sorprendente producendo nettare con una maggiore concentrazione di zuccheri (come glucosio e fruttosio) soltanto quando veniva riprodotto il suono dell’impollinatore efficiente!

Questi risultati suggeriscono che la pianta possa discriminare tra suoni di “amici” (impollinatori efficaci) e “approfittatori” (impollinatori poco efficaci o ladri di nettare), ottimizzando, così, le risorse destinate ad attirare e fidelizzare i visitatori davvero utili alla sua riproduzione.

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Perché questa ricerca è così importante?
Le implicazioni pratiche, benché non immediate, sono promettenti. Se le piante possono essere stimolate ad aumentare il nettare attraverso la riproduzione di suoni, si potrebbe pensare a strategie innovative in agricoltura: adottare vibrazioni e suoni per migliorare l’attrattività dei fiori coltivati e, potenzialmente, aumentare l’impollinazione naturale. D’altro canto, se specie diverse di insetti in volo producono vibrazioni diverse, allora si potrebbero ideare nuovi metodi di monitoraggio non invasivi basati sulla registrazione e sull’identificazione automatica dei segnali acustici. 

L’aspetto più rilevante della ricerca, però, è il cambiamento di prospettiva suggerito, che ci ricorda come la natura sia permeata da conversazioni che non percepiamo, ma che sostengono l’equilibrio degli ecosistemi e hanno influenzato la coevoluzione tra piante e insetti. Un legame che, di fatto, ha rivoluzionato il nostro mondo.

Questa storia di ricerca è stata editata da Silvia Cussotto e Federica Rachetto, studentesse del corso di Laurea in Biologia dell'Ambiente, nell'ambito del tirocinio presso la Redazione di Frida. La supervisione è a cura della Redazione.