La piante si parlano con un internet sotterraneo di funghi. Ma ci sono anche hacker e ladri

Il "wood wide web" che connette gli esseri viventi della Terra

[18 novembre 2014]

Forse non bisognava fare un kolossal cinematografico come Avatar per immaginare Pandora: la rete naturale che collega il vivente, compresi gli esseri umani che ne sono inconsapevolmente avviluppati,  ce l’abbiamo  proprio sotto i piedi e somiglia in maniera impressionante ad un Internet primigenio. Infatti anche le  piante utilizzano la rete per comunicare ed è fatta di fili fungini, il micelio. In questo inaspettato network planetario,  non si spostano solo messaggi, ma anche risorse e, proprio, come nell’Internet umano, le piante possono utilizzare la rete per fini “criminali”, pirati “informatici”, hacker che però non hanno niente di virtuale ma operano in quello che ci riporta molto più indietro di Avatar, ai miti primigeni della nascita della vita ed all’albero planetario che la sosterrebbe.

BBC Earth in uno speciale (Plants talk to each other using an Internet of fungus) fa il punto delle recenti ricerche su questa rete mondiale di comunicazione tra esseri che fino a poco tempo fa si ritenevano praticamente insensibile (è ridotto ad un vegetale…)  e spiega che si tratta di «Una superstrada dell’informazione che accelera le interazioni tra una grande, variegata popolazione di individui. Consente ad  individui che possono essere molto distanti di comunicare e aiutarsi a vicenda. Ma permette anche loro di commettere nuove forme di criminalità. No, non stiamo parlando di Internet, stiamo parlando di funghi».

La parte più conosciuta dei funghi è quella che esce dalla terra ma la maggior parte della loro massa è costituita da una rete sotterranea di fili sottili, il micelio è questa trama che agisce come una sorta di internet sotterraneo, collegando le radici di piante diverse. «Grazie ai miceli – dice BBC Earth – un albero nel vostro giardino è probabilmente collegato a un cespuglio di diversi metri di distanza. Più impariamo su queste reti sotterranee, più le nostre idee sulle piante dovranno cambiare».

Le piante non se ne stanno ferme lì a farsi scorrere addosso il tempo mentre crescono in silenzio, attraverso questa rete fungina possono aiutare i loro vicini, lanciare allarmi o condividere nutrienti o informazioni attraverso questo internet “3D”, oppure, come hacker sofisticatissimi, sabotare le piante indesiderate diffondendo attraverso la rete sostanze chimiche tossiche attraverso la rete. Insomma, questa “wood wide web” ha la sua antichissima versione del cybercrime e cade l’ultima illusione dell’uomo di aver inventato almeno la criminalità informatica.

Nel XIX secolo il biologo tedesco Albert Bernard Frank coniò il termine “micorriza” per descrivere la partnership tra i funghi e le radici delle piante, ora sappiamo che circa il 90% delle piante terrestri hanno simbiosi micorriziche reciprocamente vantaggiose con i funghi nelle quali le piante forniscono ai funghi cibo sotto forma di carboidrati ed in cambio, i funghi aiutano le piante attraverso i miceli,  succhiando l’acqua e fornendo loro sostanze nutrienti come il fosforo e l’azoto. Dagli anni ’60 è ormai chiaro che le micorrize aiutano le singole piante a crescere. BBC Eart ricorda anche che «Le reti fungine rafforzano anche il sistema immunitario delle loro piante ospiti. Questo perché, quando un fungo colonizza le radici di una pianta, si innesca la produzione di prodotti chimici difensivi. Poi questi rendono più rapide ed efficienti  le risposte del sistema, un fenomeno chiamato “priming». E’ sufficiente connettere le piante alle reti miceliari per renderle più resistenti alle malattie».

Ma le recenti ricerche ci hanno rivelato un mondo davvero sconosciuto e “magico”: abbiamo scoperto che le micorrize collegano anche le piante che possono essere molto distanti. In un discorso al Ted 2008 il micologo Paolo Stamets, che cura il seguitissimo blog “Fungi Perfecti”  li ha definiti “Earth’s natural internet”  e l’idea gli è venuta negli anni ’70, quando, studiando i funghi con un microscopio, notò le somiglianze tra i miceli e Arpanet, la prima versione di internet del  Dipartimento della difesa Usa. Ma ci sono voluti decenni per capire cosa può fare questo Internet fungino.  A trovare i primi elementi  che provavano che le piante si scambiano informazioni sotterranee è  stata  nel 1997 Susanne Simard, dell’università canadese della British Columbia, che ha dimostrato come l’abete di Douglas (Pseudotsuga menziesii) e la betulla da carta (Betula papyrifera) trasferiscono carbonio attraverso i miceli, altri scienziati  hanno dato dimostrato che, nello stesso modo, le piante possono scambiarsi azoto e fosforo e, per la stessa via. La Simard ora è convinta che i grandi alberi i grandi  aiutano quelli più piccoli e giovani attraverso l‘Internet fungine che «Senza questo aiuto molte piante non sopravviverebbero».  Già nel suo studio del 1997 aveva dimostrato che le piantine  in ombra, che possono restare a corto di cibo, ottenevano il carbonio necessario da  alberi donatori. Nel documentario del 2011 Do Trees Communicate? la scienziata canadese spiegava che «Queste piante non sono realmente individui, nel senso di quel che Darwin pensava fossero gli individui in competizione per la sopravvivenza del più forte. In realtà stanno interagendo tra di loro, cercando di aiutarsi a vicenda a sopravvivere».

Ma questa visione “comunista” del mondo delle piante e dei funghi viene messa in dubbio da altri ricercatori, come Linne Boddy, dell’università di Cardiff, che ha dubbi sull’utilità di questi trasferimenti di nutrienti: «Sappiamo certamente che avvengono – ha detto alla BBC  – ma ciò che è meno chiaro è la misura in cui accade». Mentre il dibattito scientifico infuria, altri ricercatori hanno trovato le prove che le piante possono fare ancora meglio: comunicare attraverso i miceli. Nel 2010 Ren Sen Zeng, della South China Agricultural University del Guangzhou ha scoperto che quando le piante vengono attaccate da funghi nocivi, rilasciano segnali chimici dai miceli che lanciano l’allarme per i loro vicini (ne abbiamo già scritto anche su greenreport.it). Il team di Ren ha coltivato coppie piante di pomodoro in vaso e in alcune è stato lasciato formare micorrize. Quando si sono formatele reti fungine, le foglie di una pianta di ciascuna coppia sono stati spruzzate con Alternaria solani , un fungo che causa la necrosi del colletto del pomodoro. Le piante erano avvolte da sacchetti di plastica ermetici per impedire segnalazione chimica fuori terra tra le piante. Dopo 65 ore il team cinese ha cercato di infettare la seconda  pianta di ogni coppia ed ha scoperto che le piante che avevano miceli avevano meno probabilità di ammalarsi e che comunque avevano livelli significativamente più bassi di danni causati dall’ Alternaria solani  di quelle prive di miceli. Quindi non solo le micorrize consentono piante di condividere il cibo, ma le  aiutano a difendersi. Infatti una successiva ricerca realizzata nel 2013 da un team guidato da  David Johnson dell’università di Aberdeen hanno dimostrato che anche le fave utilizzano reti fungine per  proteggersi dai pericoli, che in questo caso erano rappresentati da un attacco di afidi: le piante collegate con il micelio attivavano difese chimiche anti-afidi, quelle senza miceli no e Johnson.

Ma proprio come per l’internet umana, che mette a rischio la privacy e facilita le nuove forme di criminalità informatica, anche l’internet fungina ha un lato oscuro: le sue connessioni tra le piante significa che questi silenziosi abitanti del nostro pianeta non sono mai veramente soli e che in questa immensa comunità i vicini malvagi posso fare danni, trasmettendoli lungo la stessa rete.

Anche ui la similitudine con la situazione “umana” è impressionante: «Per prima cosa – evidenzia il dossier di BBC Earth – alcune piante si rubano le une con le altre l’uso di Internet. Ci sono piante che non hanno clorofilla, quindi a differenza di maggior parte delle piante, non riescono a produrre la propria energia attraverso la fotosintesi. Alcune di queste piante, come ad esempio l’orchidea fantasma (Cephalanthera Austiniae, nr), ottengono il carbonio di cui hanno bisogno dagli alberi vicini, tramite il micelio dei funghi ai quali entrambi sono collegati. Altre orchidee lo rubano solo quando gli fa comodo. Questi “mixotrophs” possono attuare la fotosintesi, ma anche “rubare” il carbonio da altre piante che utilizzano la rete fungina che le lega».

Se si limitasse a questo, la cosa potrebbe non essere così dannosa, ma il cybercrime delle piante può essere molto più pericoloso di questi piccoli furti: «Le piante devono competere con i loro vicini per risorse come l’acqua e la luce – spiega ancora Nic Fleming su BBC Earth – All’interno di questa battaglia, vengono rilasciate alcune sostanze chimiche che danneggiano i loro rivali. Questa “allelopatia” è abbastanza comune negli alberi, tra acacie, platani, sicomori americani e diverse specie di eucalipti. Rilasciano sostanze che o riducono le possibilità di altre piante di installarsi o riducono la diffusione di microbi intorno alle loro radici».

Gli scienziati più scettici dubitano che l’allelopatia aiuti molto queste piante più ostili. «Certamente – dicono – i prodotti chimici nocivi dovrebbero essere assorbita dal terreno, o ripartiti dai microbi, prima di poter viaggiare lontano». Ma forse le piante potrebbero aggirare questo problema, sfruttando le reti fungine sotterranee che coprono distanze maggiori. Nel 2011, la chimica Kathryn Morris ed il suo team hanno cercato di verificare questa teoria coltivando calendule in contenitori con funghi micorrizici. I vasi contenevano cilindri circondati da una maglia, con fori abbastanza piccoli per tenere le radici fuori, ma abbastanza grandi per far entrare miceli. Nella metà di questi cilindri è stata impedita la crescita di reti di funghi-. Poi il team ha estato nel terreno dei due tipi cilindri  due composti che possono rallentare la crescita di piante diverse dalle calendule ed uccidere i vermi nematodi. Nei cilindri con i funghi i livelli dei due composti erano del 179% e il 278% in più rispetto al cilindri senza funghi. Questo suggerisce che i miceli avevano trasportato le tossine.  Il team della Morris è quindi passata alle piantine di lattuga e,  dopo 25 giorni, le piante coltivate coltivato nel terreno più ricco di tossine pesavano il  40% in meno di quelle nel terreno isolato dal micelio. «Questi esperimenti  .- conclude la  Morris, che ora lavora alla Xavier University di Cincinnati – dimostrano che le reti fungine possono trasportare queste sostanze chimiche in concentrazioni sufficientemente elevate da influenzare la crescita delle piante».

Ma altri ricercatori sostenevano  che questi test sulle sostanze chimiche potrebbero non funzionare fuori da un laboratorio, per questo un team guidato da Michaela Achatz, della libera università di Berlino, ha riprodotto test simili in natura. Uno degli esempi di allelopatia più studiati è quello del noce nero (Juglans nigra) che inibisce la crescita di molte piante, comprese patate e cetrioli, rilasciando da foglie e radici una sostanza chimica: il jugalone dalle sue foglie e radici. Il team berlinese  ha collocato intorno agli alberi di noce nero dei vasi con piante che permettevano alle reti fungine potrebbero penetrare e che contenevano quasi quattro volte più jugalone di altri vasi  nei quali venivano impedite le connessioni fungine. Le radici di piantine di pomodoro piantate nel terreno ricco di jugalone pesavano in media il  36% in meno.

Alcune piante sarebbero così abili da poter alterare la stessa composizione delle comunità fungine dei dintorni: alcuni studi a hanno dimostrato che alcune centaure, avene selvatiche e forasacchi  possono mutare il make-up fungino del suolo  e secondo la Morris «Questo potrebbe permettere loro di indirizzare meglio le specie rivali attraverso sostanze chimiche tossiche, favorendo la crescita di funghi ai quali possono connettersi entrambi».

Ma anche gli  animali possono sfruttare l’internet fungina con messaggi criptati: alcune piante producono composti per attirare batteri e funghi nelle loro radici e si tratta di segnali possono essere raccolti da insetti e vermi in cerca di radici da mangiare. Nel 2012, la Morris suggerì però che anche qui l’evoluzione era al lavoro: «Il movimento di queste sostanze chimiche di segnalazione attraverso i miceli fungini può inavvertitamente pubblicizzare la presenza delle piante a questi animali. Tuttavia, questo non è stato dimostrato in un esperimento». Quello che è certo è che esiste un crescente corpo di evidenze e molti biologi hanno iniziato a utilizzare il termine “legno wide web” per descrivere i servizi di eco-comunicazione che i funghi forniscono alle piante e ad altri organismi.

La Morris sottolinea che: «Queste reti fungine rendono la comunicazione tra le piante, comprese quelle di diverse specie, più veloce e più efficace. Noi non ci  pensiamo perché di solito siamo in grado di vedere solo ciò che è al di sopra del suolo. Ma la maggior parte delle piante che si possono vedere sono collegate sotto terra, non direttamente, ma attraverso le loro radici attraverso le loro connessioni di micelio.”

Boddy conclude: «L’internet fungina esemplifica una delle grandi lezioni dell’ecologia: apparentemente organismi separati sono spesso collegati, e possono dipendere gli uni dagli altri. Gli ambientalisti sanno da tempo che gli organismi sono più interconnessi e interdipendenti. Il wood wide web sembra essere una parte essenziale di questa forma di connessioni».