La vita segreta dei funghi micorrizici
Scopri come i funghi micorrizici supportano la resilienza e la comunicazione delle piante.
Zigmunds Orlovskis, Ēriks Voroņins, Annija Kotova, Daniels Pugačevskis, Kārlis Trevors Blūms, Ilva Nakurte, Ivars Silamiķelis, Soon-Jae Lee
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Indice
- Cosa sono i Funghi Micorrizici?
- Tolleranza allo Stress e Difesa
- Le Incredibili Reti Sotterranee
- La Rete Fungal Globale: Iniziano le Ricerche
- I Segnali Che Contano
- Il Ruolo della Comunicazione Inter-Piante
- Impostazione Sperimentale: Il Test di Comunicazione delle Piante
- I Risultati Sono Arrivati
- Svelando le Risposte Geniche
- Il Lato Chimico delle Cose
- Il Buono, il Brutto e il Cattivo
- Il Futuro del Networking delle Piante
- Conclusione
- Fonte originale
- Link di riferimento
Le piante sono come dei cittadini indaffarati che vivono in una comunità chiamata ecosistema. Proprio come i vicini si scambiano zucchero o chiacchiere, le piante scambiano informazioni vitali e risorse attraverso reti intricate. Uno dei modi più cool in cui lo fanno è grazie a un’amicizia con dei funghi microscopici conosciuti come Funghi micorrizici. Questi funghi sono come internet per le piante, permettendo loro di comunicare, condividere nutrienti e persino avvisarsi a vicenda dei pericoli. Questo articolo si immerge nel mondo affascinante dei funghi micorrizici e di come aiutano le piante a rimanere sane e resilienti.
Cosa sono i Funghi Micorrizici?
I funghi micorrizici formano partnership con le radici della maggior parte delle piante terrestri. Pensali come coinquilini utili che allungano la portata della pianta nel terreno. Questi funghi migliorano la capacità della pianta di assorbire nutrienti, acqua e minerali. In cambio, la pianta condivide un po’ dello zucchero che produce tramite la fotosintesi con i funghi. È un classico esempio di “tu gratti la mia schiena e io gratto la tua.”
Tolleranza allo Stress e Difesa
I funghi micorrizici non aiutano solo le piante a fare la spesa; le aiutano anche a gestire lo stress. Quando le piante sono stressate da cose come la siccità o le malattie, questi funghi possono potenziare le loro difese. Gli studi hanno dimostrato che le piante con partner micorrizici sono generalmente più resistenti, capaci di affrontare meglio varie sfide ambientali. Possono persino inviare un segnale di allerta ai loro vicini quando il pericolo è vicino, creando un senso di protezione comunitaria.
Le Incredibili Reti Sotterranee
I funghi micorrizici possono connettere più piante attraverso quelle che gli scienziati chiamano reti miceliali comuni (CMNs). Immagina una rete di piccole autostrade sotterranee dove le radici delle piante e i filamenti fungini si intrecciano. Questo permette lo scambio di nutrienti e segnali tra diverse piante. Proprio come le persone possono condividere informazioni attraverso una vasta rete, le piante possono condividere risorse utili e persino avvisarsi a vicenda su potenziali minacce.
La Rete Fungal Globale: Iniziano le Ricerche
I ricercatori hanno iniziato a chiacchierare sull’idea che le piante usano i CMNs per comunicare – un po’ come noi usiamo internet per inviare messaggi. Studi iniziali hanno dimostrato che gli alberi connessi attraverso queste reti potevano condividere nutrienti. Questo ha suscitato entusiasmo sia nei circoli scientifici che nei media popolari, come una bella storia di fantascienza. Ma mentre quella era interessante, le domande più profonde su come le piante inviano e ricevono messaggi attraverso i CMNs sono rimaste in gran parte senza risposta.
I Segnali Che Contano
Le piante possono inviare diversi tipi di segnali. Questi includono:
- Scambio di Nutrienti: Come condividere un pasto.
- Segnali Chimici: Come inviare un messaggio di testo sul pericolo.
- Allarmi: Allertare le piante vicine delle minacce, come parassiti o malattie.
I ricercatori hanno prodotto prove che suggeriscono che quando una pianta viene attaccata da un patogeno, le piante vicine collegate tramite i CMNs possono aumentare le loro difese anche prima che la minaccia arrivi. È come un servizio di vigilanza di quartiere per le piante!
Il Ruolo della Comunicazione Inter-Piante
Le piante si impegnano in comunicazioni sia “cablate” (come i CMNs) che “senza fili” (come i composti aerei). Questo significa che possono inviare segnali in vari modi, il che è essenziale per capire come interagiscono tra loro. I ricercatori stanno lavorando per capire come questi diversi metodi di comunicazione si sovrappongono e funzionano insieme.
Gli esperimenti hanno mostrato che quando una pianta è sotto stress, può influenzare i suoi vicini connessi tramite i CMNs. Questo ha sollevato la domanda: come possiamo isolare questi segnali per vedere quali sono i più efficaci?
Impostazione Sperimentale: Il Test di Comunicazione delle Piante
Per capire come funzionano queste reti, gli scienziati hanno condotto esperimenti con piante chiamate Medicago truncatula. Hanno osservato le reazioni delle piante collegate tramite i CMNs quando una pianta veniva stressata utilizzando vari trattamenti. Hanno reso una pianta scomoda mentre tenevano un'altra pianta vicina, quindi hanno monitorato come i segnali della pianta stressata influenzavano il suo vicino.
I Risultati Sono Arrivati
I risultati hanno rivelato che quando le piante mittenti (quelle sotto stress) venivano ferite o trattate con segnali di difesa, le piante riceventi (i vicini) mostravano reazioni distinte. Questo suggerisce che la presenza dei CMNs gioca un ruolo significativo in come le piante comunicano riguardo a stress e difesa.
Svelando le Risposte Geniche
Lo studio si è concentrato sulla valutazione dell’espressione genica nelle piante riceventi. In termini più semplici, hanno esaminato quali geni erano accesi o spenti in risposta ai segnali delle piante mittenti. Hanno trovato migliaia di geni che cambiavano la loro attività in risposta alla comunicazione. Questa attività genica può determinare quanto bene una pianta può affrontare le sfide, come parassiti o malattie.
Dai dati raccolti, è diventato evidente che le piante collegate tramite CMNs reagivano allo stress in modo diverso rispetto a quelle non collegate. Questo evidenzia l’importanza di queste reti micorriziche nell’aiutare la resilienza delle piante.
Il Lato Chimico delle Cose
Oltre all’attività genica, i ricercatori hanno anche valutato la composizione chimica delle piante. È stato scoperto che le piante stressate influenzavano i tipi di sostanze chimiche prodotte nei loro vicini. Questo includeva cambiamenti nei composti volatili, che possono attrarre insetti utili o respingere parassiti. È come se ogni pianta avesse un profumo personale che può cambiare a seconda di chi è nei guai.
Il Buono, il Brutto e il Cattivo
È interessante notare che non tutti gli esiti di questi segnali inter-piante sono benefici. Mentre alcune piante possono diventare più resistenti a certi patogeni, possono anche diventare più vulnerabili ad altri. Per esempio, quando una pianta mittente era stressata, i suoi vicini mostrano una maggiore suscettibilità a un patogeno ma resistenza a un altro.
Questa dualità delle risposte delle piante suggerisce che la comunicazione attraverso i CMNs può portare a conseguenze sia positive che negative, a seconda della situazione. È un po’ come quando un gesto gentile può a volte portare a risultati inaspettati!
Il Futuro del Networking delle Piante
Man mano che gli scienziati approfondiscono come le piante usano queste reti fungine per comunicare, sorgono molte domande. Quanto sono specifici questi segnali? Sono influenzati dal tipo di funghi micorrizici o dalla specie di pianta coinvolta? Esiste un limite ai tipi di messaggi che possono essere inviati?
Capire queste dinamiche potrebbe avere importanti implicazioni per l’agricoltura e la silvicoltura. Sfruttando la comunicazione delle piante e il potere dei funghi micorrizici, potremmo potenzialmente migliorare la resilienza e la crescita delle colture.
Conclusione
L’affascinante interazione tra piante e funghi micorrizici rivela una rete complessa di comunicazione e supporto nascosta sotto i nostri piedi. Queste reti sotterranee sono comparabili a internet, collegando le piante e permettendo loro di condividere informazioni e risorse.
Mentre gli scienziati continuano a svelare i misteri della comunicazione delle piante, abbiamo molto di più da imparare sulla resilienza e sull’adattabilità dei nostri amici verdi. Chi lo sa? Con ulteriori ricerche, potremmo persino trovare modi per attingere a questo "internet delle piante" per migliorare le pratiche agricole e favorire ecosistemi più sani. Nel frattempo, è sicuro dire che il regno vegetale ha il suo modo di chiacchierare che è altrettanto intricato e ingegnoso quanto il nostro!
Titolo: Common mycelial network mediated inter-plant signals modulate plant biotic stress responses and defence against foliar pathogens
Estratto: O_LIArbuscular mycorrhizal fungi (AMF) colonize multiple plant hosts and form common mycelial networks (CMNs) that link multiple plants in nature. CMNs are hypothesised to function as a highway for inter-plant information exchange to modulate plant biotic and abiotic stress responses. C_LIO_LIHere we used AMF Rhizophagus irregularis to inter-connect two Medicago truncatula plants and explored the effect of known plant defence elicitor on pathogen tolerance of AMF-connected inter-plant signal receivers. We analysed Medicago leaf metabolites and emitted volatiles together with transcriptome data to compare responses of the inter-plant signal receivers with intact and cut CMN. C_LIO_LIThe integrity of CMN significantly affected inter-plant signal receiver responses. Plant defence and signalling pathways were enriched with receiver transcripts that are uniquely changing in the intact vs interrupted CMN along with distinct production of plant isoprenoids - volatile monoterpenes and triterpene saponins. Furthermore, receivers of CMN-mediated signals from stressed senders display increased resistance to Fusarium sporotrichoides and susceptibility to Botrytis cinerea. C_LIO_LIOur results highlight CMN contribution to receiver plant responses which may encode susceptibility and resistance factors to different plant pathogens. Future dissection of the mechanisms involved in inter-plant signal decoding will yield novel discoveries on genetic regulation of inter-plant defence priming under pathogen attack. C_LI
Autori: Zigmunds Orlovskis, Ēriks Voroņins, Annija Kotova, Daniels Pugačevskis, Kārlis Trevors Blūms, Ilva Nakurte, Ivars Silamiķelis, Soon-Jae Lee
Ultimo aggiornamento: 2024-12-04 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.03.626652
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.03.626652.full.pdf
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
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