Le piante sono creature loquaci. Nell'ultima decade, i ricercatori hanno dimostrato che le piante comunicano utilizzando reti fungine sotterranee per scambiare informazioni chimiche. Però, esattamente come funziona quel processo a livello microscopico non è ben compreso.

Rispondere a questa domanda potrebbe avere un grande impatto sia sull'ecologia vegetale che sull'agricoltura, ecco perché i professori Kathryn e Jonathan Morris della Xavier University stanno utilizzando la diffusione di neutroni presso l'Oak Ridge National Laboratory (ORNL) del Dipartimento dell'Energia (DOE) per osservare in prima persona come queste informazioni chimiche viaggiano lungo piccoli, reti simili a tubi chiamate ife fungine. Non è chiaro se i messaggi si muovano passivamente all'esterno di quelle reti fungine o se i funghi localizzino e assorbano deliberatamente le informazioni chimiche per il trasporto.

"Fondamentalmente, le info-chimiche sono composti chimici che le piante rilasciano nel terreno per avvisarsi a vicenda di potenziali minacce e possono persino limitare la crescita di altre piante. Stiamo cercando di capire se queste info-chimiche si muovono nel modo in cui l'acqua scorre nel suolo, o se si muovono indipendentemente da quel flusso, " ha detto Kathryn Morris.

Per questo esperimento, i ricercatori hanno creato un piccolo apparato in cui un cactus e una pianta di pomodoro sono radicati nella stessa matrice del suolo che presenta una rete fungina come quelle che collegano le piante in natura. Caricando quel terreno con acqua pesante e sostanze chimiche, e regolando la quantità di luce che ogni pianta riceve, i ricercatori possono controllare quando ogni organismo beve per osservare esattamente come le informazioni chimiche e l'acqua si muovono tra le piante.

L'imaging dei neutroni è ideale per questo tipo di ricerca perché i neutroni sono sensibili all'idrogeno, che sia le piante che le info-chimiche contengono in abbondanza. In contrasto, il terreno non contiene molto idrogeno. Ciò significa che le informazioni chimiche e le radici delle piante appaiono scure, chiaro, e distinte "ombre" nelle immagini radiografiche generate dai ricercatori con lo strumento IMAGING presso l'High Flux Isotope Reactor (HFIR) dell'ORNL.

"Il composto info-chimico contiene idrogeno, e l'acqua pesante usata nell'esperimento contiene l'isotopo del deuterio dell'idrogeno. La differenza nel contenuto di isotopi è importante perché i neutroni si disperdono fortemente dall'idrogeno e non dal deuterio, " ha detto Jonathan Morris. "Ciò fa risaltare l'info-chimica come un'ombra distinta nelle immagini radiologiche di neutroni raccolte, mentre l'acqua pesante sembra essere relativamente trasparente. Questo ci permette di distinguere facilmente il movimento dell'info-chimica dall'acqua pesante e studiarne il comportamento".

Capire esattamente come le info-chimiche si muovono tra le piante lungo queste reti fungine potrebbe avere importanti applicazioni agricole. Per esempio, se alcuni funghi trasportano informazioni chimiche solo tra determinate piante, gli agricoltori potrebbero sfruttare tali reti per distribuire tatticamente pesticidi che influenzerebbero particolari sistemi vegetali, distruggere le erbacce indesiderate senza danneggiare i loro raccolti.

"Questa è roba davvero eccitante. Quello che impariamo qui avrà un impatto significativo sulla nostra comprensione dell'ecologia, "Ha detto Jonathan Morris.