1. Rilevamento dei danni:
Il sistema di allarme molecolare si attiva quando una pianta subisce danni o entra in contatto con erbivori. Le cellule specializzate della pianta, note come tricomi, agiscono come sentinelle, rilevando danni fisici alla superficie della pianta o la presenza di saliva di insetti.
2. Produzione del segnale:
In caso di danneggiamento, i tricomi rilasciano nell'aria una miscela di composti volatili e segnali chimici. Questi composti sono progettati per agire come un "allarme" olfattivo per le piante conspecifiche vicine, avvisandole della minaccia imminente.
3. Trasmissione del segnale aereo:
I composti volatili emessi dalla pianta danneggiata vengono trasportati dalle correnti d'aria e possono essere rilevati dalle piante vicine della stessa specie. I segnali chimici presenti nell’aria fungono da segnale di avvertimento, consentendo alle piante vicine di prepararsi per un potenziale attacco.
4. Attivazione della difesa:
I segnali chimici innescano una cascata di risposte di difesa nelle piante vicine. Subiscono cambiamenti fisiologici e biochimici, inclusa la produzione di metaboliti secondari e l'attivazione di geni di difesa inducibili. Questi cambiamenti si traducono in una maggiore resistenza e nella produzione di composti difensivi, rendendo le piante meno appetibili o addirittura tossiche per gli aspiranti erbivori.
5. Resistenza sistemica acquisita (SAR):
Il sistema di allarme molecolare facilita anche la resistenza sistemica acquisita (SAR), uno stato di risposta di difesa intensificata e prolungata che si estende oltre la pianta inizialmente attaccata. Il SAR consente alle parti distanti dell’impianto e ad altre piante vicine non danneggiate di predisporre una difesa più solida contro attacchi futuri.
6. Ruolo dell'acido jasmonico:
L'acido jasmonico (JA) svolge un ruolo fondamentale nell'attivazione delle risposte di difesa nelle piante. Funziona come un segnale mobile, trasmettendo i messaggi del sistema di allarme all'interno e tra gli impianti. JA promuove la produzione di metaboliti secondari, come inibitori della proteinasi e alcaloidi, che scoraggiano gli insetti erbivori.
7. Implicazioni ecologiche:
Il sistema di allarme molecolare ha importanti implicazioni ecologiche. Scoraggiando gli erbivori e riducendo la loro attività alimentare, le piante possono ridurre al minimo i danni ai tessuti e preservare le loro risorse per la crescita e la riproduzione. Ciò migliora la forma fisica e la sopravvivenza delle piante in ambienti competitivi. Inoltre, la ridotta pressione degli erbivori può promuovere la biodiversità e l’equilibrio ecologico risparmiando altre piante vulnerabili dall’eccessivo erbivoro.
Il sistema di allarme molecolare esemplifica la notevole adattabilità e resilienza delle piante. Utilizzando la comunicazione chimica per attivare risposte di difesa diffuse, le piante possono anticipare e contrastare efficacemente gli insetti erbivori, garantendone la sopravvivenza e la persistenza negli ecosistemi. Comprendere e sfruttare la potenza di questo sistema potrebbe portare a nuovi approcci nella gestione dei parassiti agricoli e nella protezione delle colture.
