Vegetale. In che senso? - Prima parte

Premessa
L'espressione «dare del vegetale» (o dire a qualcuno «sei un vegetale») è una metafora in genere offensiva e denigratoria, utilizzata per descrivere una persona che, a causa di una malattia, un incidente o un grave deterioramento cognitivo, non è più in grado di comprendere la realtà, interagire con l'ambiente o muoversi autonomamente.

Espressione che andrebbe completamente rivista.

Paradossalmente la necessaria chiarezza è simile a quanto occorre nel mondo della cosiddetta Intelligenza Artificiale, che tutto è tranne che...intelligente!

In un post recente si è raccontato di come il passaggio dagli ambienti acquatici a quelli terrestri ha segnato svolte cruciali, aprendo la strada a nuove forme di vita e strategie evolutive.

In tutto ciò le piante furono una parte importantissima, ma che si tende sempre a mantenere sullo sfondo: quando si parla di evoluzione si pensa quasi sempre soltanto a forme animali.

L’energia che alimenta la vita e consente la produzione di materia vivente proviene quasi interamente dal sole ed è imbrigliata dalla fotosintesi. Le prime forme di vita che la adottarono furono alcuni batteri marini (cianobatteri), tuttora presenti, così come in altri tipi di microbi e più tardi nelle alghe che assorbirono al proprio interno i batteri, trasformandoli in organelli cellulari specializzati: i cloroplasti. E fin dalle elementari sappiamo che i vegetali sono alla base della catena alimentare.

Circa 450 milioni di anni fa, alla fine dell'Ordoviciano, alcune alghe verdi d'acqua dolce iniziarono il processo di colonizzazione della terraferma, evolvendosi successivamente in muschi, felci e altre forme vegetali fino a originare alberi di grandi dimensioni. Le praterie e le foreste che vediamo oggi usato, per così dire, la stessa cassetta degli attrezzi genetica, che usavano allora quelle alghe: più riciclo di così! Solo dopo l'inizio di questa colonizzazione da parte delle piante fu possibile per gli animali – inizialmente invertebrati come artropodi, millepiedi e ragni – stabilirsi sulla terraferma, evento che si verificò più tardi, verso la fine del Siluriano, circa 425 milioni di anni fa. Le piante furono fondamentali nel creare le condizioni necessarie per la vita animale terrestre: modificarono l'atmosfera incrementando il livello di ossigeno e permisero la formazione dei primi suoli.

Schema cellulare semplificato

A livello cellulare, animali e piante hanno risorse simili, salvo per quelle vestigia batteriche che consentono alle seconde di effettuare la fotosintesi (per approfondire si veda questo mio post). Ciò nonostante le piante intrapresero una via evolutiva propria, che prevedeva soprattutto immobilità, oltre che crescita: assorbire acqua (problema tutt’altro che semplice), aria e luce mentre simultaneamente si protendono verso l’alto e verso il basso, per captare contemporaneamente energia dal Sole e umidità dal terreno. 

Avrebbero potuto le cose andare diversamente? Sarebbe stato possibile avere un organismo che pur crogiolandosi al Sole avesse potuto muoversi attivamente, anche strisciando, in cerca di luce e acqua?

Alcuni organismi animali ci hanno provato, ottenendo qualcosa di simile: i coralli, ad esempio, sfruttano la fotosintesi grazie alla simbiosi che hanno stabilito con alcune alghe, altri hanno trafugato alcune componenti vegetali e, nonostante la maggioranza viva ancorata al substrato, alcuni sono dotati di movimento corporeo. Ma sono tutti animali marini per i quali la componente energetica derivata direttamente dal Sole è usata meno, accessoriamente. Gli organismi che invece hanno iniziato come vegetali non hanno mai tentato di acquisire mobilità intesa in senso animale[1]. In altre parole stili di vita che associno fotosintesi e movimento sono pressoché sconosciuti negli organismi pluricellulari. Intraprendendo la via della fotosintesi sulla terraferma le difficoltà di movimento poste dal nuovo ambiente, a cominciare dalla gravità e dall’evaporazione, hanno selezionato adattamenti a restare in un sito e a costruire strutture in grado di raccogliere la luce.

Ciò non significa che in questa loro vita più lenta e fisicamente vincolata, non abbiano però un loro versante attivo: spostando acqua e modificando la rigidità delle proprie parti queste possono essere mosse visibilmente (si pensi alle piante carnivore). Ma sono casi rari.

Tuttavia, le cellule vegetali hanno tutto ciò che occorre per essere sensibili e reattive, oltre ad avere apparati cellulari in grado di generare potenziali d’azione di natura elettrochimica. Ma nelle piante non c’è nulla di simile ai sistemi nervosi intesi nel loro senso comune.

Eppur si muove

A questo punto potreste osservare che anche la crescita conta come azione, lenta ma reale. Ma allora anche le sintesi chimiche lo sono. Questo è il punto di vista di coloro i quali attribuiscono ai vegetali qualità…animali, quando invece sono i modi in cui le piante fanno gran parte di ciò che fanno.

Se dovessimo chiedere ad un botanico quali siano le piante più intelligenti, molti di loro risponderebbero: le piante rampicanti. Soprattutto quelle dotate di viticci che vengono direzionati e mossi per agganciarsi saldamente alle strutture su cui crescono.

Che dire allora della enorme quantità di azione vegetale che ha luogo sottoterra, a causa del continuo sondaggio esplorativo che effettuano le radici? Charles Darwin, da osservatore geniale qual era, lo aveva capito e disse che il luogo dove si potrebbe trovare una sorta di «cervello» delle piante era proprio là sotto, e non in alto alla luce del Sole.

Tornando in superficie e alle rampicanti, queste devono prendere molte più decisioni delle altre piante e non a caso esistono bellissimi esperimenti corredati da filmati in time-lapse (questo qui incorporato è bellissimo, 83 giorni condensati in un paio di minuti).

Non a caso, nell’evoluzione le volubili (un tipo di rampicante, con fusti erbacei o legnosi deboli e flessibili) e le rampicanti in senso stretto, sono le ultime arrivate: sono quasi tutte angiosperme, ossia appartenenti ad un gruppo dotato di un metabolismo molto efficiente, comparso più o meno nell’era dei dinosauri (230-240 milioni di anni fa) e che, in molti ambienti, sostituì le gimnosperme, conifere ed affini, comparse molto tempo prima (360-380 milioni di anni fa). 

Insomma, tra le piante, le rampicanti sembrano particolarmente sveglie con capacità di riscoprire capacità latenti nelle loro cellule: capacità rimaste per un certo tempo come nascoste o impedite in forme ancestrali più tranquille. 

Si diceva prima del potenziale d’azione. All’interno di una pianta ha luogo anche una gran quantità di segnalazione chimica.

Sembrerà strano, ma un’anonima e pressoché onnipresente piantina, arabetta comune, è il punto di riferimento principale per ogni botanico perché rappresenta l’organismo modello per eccellenza. 

Arabetta comune

Un esperimento del 2018 ha dimostrato che se un bruco si mette a masticarne una foglia, o se un umano la strappa via, parte rapidamente un segnale alle foglie vicine, preparandole ad organizzare una difesa chimica. Con una tipica reazione a catena di eventi, molto simile a quanto avviene negli animali, una sostanza ampiamente usata nella segnalazione chimica (glutammato) viene liberata da una cellula e influenza i canali ionici delle altre, agendo come molecola segnale e neurotrasmettitore. Una foglia non danneggiata che si trovi a una certa distanza dalla lesione riceve il segnale e può prepararsi nell’arco di qualche minuto. 

È esperienza questa? Come si collocano le piante nell’evoluzione di questo attributo tipicamente animale? 

Lo sviluppo dell’attività vivente è innanzi tutto un sé con una sua prospettiva e, alla base di quel sé l’attività integrata dei sistemi nervosi. 

In molte piante permangono – nei gameti – vestigia di motilità: nelle felci e nelle cicadi ci sono gameti maschili mobili che nuotano nell’acqua per realizzare la fecondazione, rendendo mobile una piccolissima parte del ciclo vitale. Resta il fatto che nelle piante, una maggiore motilità sarebbe anche ostacolata dalle spesse pareti cellulari, un bel problema da superare durante la loro evoluzione.

Se quindi, per avere esperienza, tutto ciò è quel che conta, allora le piante difettano parecchio in tal senso: sono certamente sensibili e rispondono, segnalano attivamente, ma molto probabilmente questo non basta per avere un’esperienza sentita nemmeno nelle sue forme più semplici. E tutto questo in parte è dovuto al fatto che una pianta è un tipo di creatura particolare.

Dove si sta andando a parare lo vediamo nella prossima parte.

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[1] Da segnalare come eccezione alcune alghe verdi di acqua dolce, Volvox, che formano colonie mobili sferiche che nuotano verso la luce.

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Riferimento bibliografico: "Metazoa" di Peter Godfrey-Smith