ALL'ARMI!

Come dicevo nel mio post "La vigna ed io" i vegetali, rispetto agli animali, sono relativamente inermi nei confronti delle aggressioni dell'ambiente, di funghi, di altre piante, degli animali tra cui l'uomo.

Per esempio, come si autodifendono dagli insetti? Circa la metà delle specie di insetti note si cibano di vegetali, perlomeno in uno stadio della loro vita. Chiunque abbia visto come viene ridotta da un bruco una pianta erbacea sa che grande pericolo rappresentino per il vegetale. E ce n'è per tutti i gusti: insetti xilofagi, linfofagi come gli afidi e le cocciniglie (che inoltre iniettano nel sistema linfatico della pianta pericolosi virus di cui sono simbionti), lepidotteri come la cavolaia i cui bruchi possono distruggere una pianta in poche ore.

L'ambiente è il primo pericolo: già il terreno può rivelarsi nemico, a causa del suo contenuto in minerali, che lo rendano troppo acido o alcalino per la sopravvivenza o il benessere della pianta o la avvelenino. Ci sono vegetali acidofili (es. pino, castagno, felci, faggio, ortensie...), neutrofili come il geranio, o basofili (olivo, oleandro, ibisco, cipresso...).

In genere le piante spontanee, come avviene nei boschi o nella macchia mediterranea, sono specie adattate geneticamente al tipo di terreno nonché al clima in cui si ritrovano. 
 

Ma le piante coltivate, siano per uso alimentare o industriale o semplicemente ornamentale, si possono trovare in un ambiente nocivo o non adatto a uno sviluppo armonioso. A questo inconveniente può provvedere la mano dell'uomo, con concimi e ammendanti, per esempio per i terreni troppo basici -in genere calcarei e argillosi- in cui la disgregazione delle rocce non abbia creato un ambiente acido nativo, si possono usare acidi organici, humus, gesso, ma anche acidi forti (acido fosforico, cloridrico, solforico, nitroso). Per correggere invece l'eccesso di acidità si possono usare calce, metalli alcalini e alcalino-terrosi oppure ossidi e idrossidi di Ferro o Alluminio.

Anche l'eccesso di metalli pesanti nel terreno è un'aggressione nei confronti della pianta, alcune sono in grado di difendersi metabolizzandoli e disattivandoli (ora queste piante vengono usate dall'uomo per decontaminare terreni avvelenati da questi tossici).

legenda:

a- immobilizzazione dei metalli nella parete cellulare, per mezzo di pectine, proteine, aminoacidi ecc.

b- trasporto attivo dei metalli

c- entrata attraverso parete e membrana cellulare

d- ingresso e fissazione dei metalli pesanti a fitochelatine formando composti chelati innocui

e- conversione da fitochelatine a acidi oganici

f- fissazione dei metalli pesanti a glicoproteine e polisaccaridi

g- fissazione di metalli pesanti a acidi carbossilici/organici

h- azione di difesa antiossidante 

 

Ci sono anche altri pericoli, quelli meteorologici (vento, gelo, eccesso di piogge o al contrario siccità...) da cui le piante non possono sottrarsi o difendersi, a volte neppure con l'aiuto dell'uomo, e soprattutto le aggressioni da parte di altri esseri viventi.

Bisogna anche considerare che il rapporto dei vegetali con gli animali è un equilibrio tra due opposte necessità. Da un lato occorre preservare l'individuo dalle aggressioni perché possa crescere sano e arrivare alla maturità riproduttiva, dall'altro lato c'è in genere la necessità dell'intervento animale perché la pianta possa riprodursi, sia al momento della fecondazione tramite gli insetti impollinatori (a parte le piante anemofile, in cui questo compito è svolto dal vento), sia al momento della propagazione dei semi, in genere fatta da animali vertebrati (dagli uccelli ai topi alle lucertole ai ruminanti ... all'uomo). Spesso anzi il seme per poter germinare necessita del passaggio attraverso il sistema digerente dell'animale. 

 

Però la pianta è dotata di per sé di alcuni meccanismi di difesa.

Prima di tutto, la difesa meccanica: protezione data da corteccia, peli glandolosi con le loro secrezioni, tricomi, spine, che impediscono o rendono difficile l'accesso del nemico alla parte vulnerabile. La cutina, per esempio, macromolecola formata da acidi grassi che forma una rete tridimensionale rigida e impermeabile (cuticola) a protezione della pianta, una epidermide insomma. Oppure la suberina, che ispessisce la parete cellulare rendendo impermeabile la corteccia, e si può ritrovare anche in altre zone quali radici o ispessimenti di zone ferite: l'equivalente delle nostre cicatrici.

Prego notare la similitudine con la nostra epidermide e la sua pelosità, che difendono il sottostante derma e l'accesso alle vie sanguinee. 

 

lignina

Oppure la pianta può difendersi chimicamente rendendo se stessa poco appetibile o indigeribile o di scarso valore nutritivo per l'attaccante (quindi economicamente poco interessante nel rapporto lavoro/ricompensa). Uno dei protagonisti di questo tipo di difesa è la lignina, complesso polimero organico insolubile in acidi, quindi non digeribile. Ha il compito di rendere rigida la parete cellulare vegetale, è la componente principale del legno.

Anche i tannini condensati, legandosi con le proteine, rendono indigeribile il tessuto vegetale e hanno effetto antinutrizionale. Altri composti che rendono poco o nulla digeribile il vegetale sono la cellulosa e l'emicellulosa o la pectina, digerita dai ruminanti ma non da molti insetti. La silice o diossido di silicio è totalmente indigeribile da parte degli animali, alcune piante la immagazzinano a scopo di difesa.

Ma è molto importante anche la difesa metabolica attiva che si svolge prevalentemente attraverso il sistema vascolare linfatico della pianta (paragonabile al nostro sistema sanguigno). Non avendo come gli animali anticorpi e cellule preposte alla difesa quali i leucociti, si affidano a sostanze chimiche di vario tipo, prodotte “on demand” o presenti comunque nei tessuti.

Non appena arriva il segnale chimico dell'avvenuto attacco, si iniziano le contromisure chimiche della difesa indotta. Si generano rapidamente sostanze tossiche per l'attaccante, per esempio le fitoalexine (una di esse, presente nella buccia dell'uva, è il resveratrolo) contro gli attacchi da funghi e microbi, ma anche sostanze disinfettanti che vengono inviate nel luogo dell'aggressione (per esempio perossido di idrogeno, la normale e consueta acqua ossigenata che anche noi usiamo per disinfettare le ferite!) o acido salicilico (che noi abbiamo solo perfezionato con l'Aspirina...). 

 

Sul luogo dell'attacco vengono anche inviate sostanze che isolano le cellule aggredite da quelle sane, impedendo il diffondersi dell'infezione, e se è necessario le necrotizzano perché “muoia Sansone con tutti i filistei”...

Un altro tipo di difesa prevede alleanze con altri organismi, che interagiscono con l'aggressore. Le secrezioni orali dell'insetto aggressore contengono la volicitina, molecola lipidica insolubile, che scatena la reazione della pianta con la produzione di acido giasmonico che segnala alla pianta l'avvenuta aggressione e le fa liberare composti organici volatili detti monoterpeni che vengono captati dagli insetti antagonisti dell'aggressore, attirandoli. Una specie di “arrivano i nostri” per il fortino assediato!

È da notare che in generale la difesa è meno indirizzata ai mammiferi erbivori, perché brucando certe piante in un certo senso le potano, permettendo loro di svilupparsi in seguito in modo cespuglioso e produrre più semi. Così come non c'è difesa per il frutto maturo, che anzi viene pubblicizzato come tale (aroma, colore...) per attirare chi dovrà provvedere alla propagazione dei semi!

Poi, certo, ideata la lancia si inventa lo scudo! 
Alcuni insetti si sono evoluti in modo da rendere inefficaci gli inibitori di proteasi che la pianta produce per rendere i propri tessuti poco appetibili in quanto antinutrizionali: infatti tali insetti producono un enzima proteasi insensibile agli effetti di tali inibitori.

Insomma, la guerra è aperta!