Le piante hanno risorse limitate e le utilizzano in funzione delle loro condizioni ambientali: per difendersi dai nemici, per crescere o per riprodursi. Alcuni studi hanno già confermato che le piante quando sono attaccate da insetti si difendono producendo, ad esempio, tossine o inibitori di enzimi digestivi che danneggiano i loro aggressori.
Ma come si attiva questo meccanismo? Un team di ricercatori ha deciso di indagare per provare a comprendere come gli attacchi dei parassiti influenzano il processo della fotosintesi e la via del metileritritolo 4-fosfato (MEP), una via che produce metaboliti per la crescita e che dipende direttamente dalla fotosintesi. Lo studio è stato condotto da Sirsha Mitra, già ricercatrice al Max Planck Institute ed ora professore presso la Savitribai Phule Pune University, in India, con altri scienziati dell’Universitat Ramon Llull di Barcellona, in Spagna, della Technical University di Lyngby, in Danimarca, e dell’Università di Toronto, in Canada.
Lo studio ha confermato che le piante della specie Arabidopsis thaliana attaccate dal parassita Spodoptera littoralis, il cosiddetto verme del cotone africano, rallentano il loro processo di crescita per aumentare la loro capacità di difesa.
Utilizzando una varietà di tecniche di biologia molecolare e chimica analitica, i ricercatori sono riusciti a dimostrare che la responsabilità di questo spostamento di risorse dipende da uno specifico composto volatile, il beta-cyclocitral, che agisce come un segnale chimico per aumentare le difese, diminuendo contemporaneamente la formazione di composti della via MEP e inibendone direttamente l’enzima di controllo.
“Per questo studio è stato fondamentale esporre le piante all’anidride carbonica marcata isotopicamente invece che all’anidride carbonica atmosferica proprio perché l’anidride carbonica viene introdotta nel percorso MEP tramite la fotosintesi. Questo ci ha permesso di monitorare il cambiamento del flusso metabolico nel percorso MEP e di osservare quando le piante sono passate a una modalità difensiva dopo che l’attacco degli insetti e il beta-cyclocitral ha rallentato il percorso MEP “, ha affermato Louwrance Wright, uno degli autori principali dello studio.
I parassiti che si nutrono di piante trattate con beta-cyclocitral si sono sviluppati in modo ridotto rispetto a quelli che si nutrono di piante non trattate e questa è un’ulteriore prova del ruolo del beta-cyclocitral, che ha la capacità di controllare con precisione lo spostamento delle risorse. Il beta-cyclocitral, o un derivato più stabile, potrebbe quindi essere applicato alle colture per stimolare le difese durante un’epidemia di parassiti.
“Poiché la via metabolica del metileritritolo fosfato si trova in tutte le piante e in molti microrganismi, ma non negli animali, è di particolare interesse per lo sviluppo di erbicidi, nonché di farmaci con attività antimicrobica”, ha affermato Jonathan Gershenzon, direttore del Max Planck Institute for Chemical Ecology, parlando delle possibili applicazioni di questa scoperta. Attualmente i ricercatori indiani stanno conducendo ulteriori indagini per verificare se il beta-cyclocitral può aumentare la resistenza agli insetti anche nelle colture, come i pomodori, e se interagisce con altri segnali di difesa già noti.
Lo studio Negative regulation of plastidial isoprenoid pathway by herbivore-induced β-cyclocitral in Arabidopsis thalianaè stato pubblicato in Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America.
© Kimberly Falk, Moves Like Nature
La strada della migliore conoscenza dei processi indica sempre di più la via ai nuovi prodotti per il controllo dei parassiti, la speranza di una drastica riduzione della chimica di sintesi a favore di una chimica di origine strettamente biologica è sempre più concreta. Anche se, lo capisco senza grandi consensi a questa mia opinione, io credo che molti agricoltori in molti paesi debbano comunque sentirsi “grati” verso i fitofarmaci che stiamo progressivamente per abbandonare, questi infatti che lo vogliamo o no ci hanno permesso di produrre più cibo in momenti importanti del ventesimo secolo. E’ un po’ come l’anno vecchio pieno di crucci e di negatività, lo abbandoniamo volentieri per un anno nuovo più ricco di speranze, ma è pur sempre stato un anno della nostra vita.
Riflessione molto saggia e quasi poetica, grazie Fabio.