La forza delle piante – Le piante dominano gli animali

Colibri e fiore

Gli animali non sopravvivrebbero senza le piante. Nel tempo, le piante hanno imparato a sfruttare mammiferi e insetti per assicurarsi una riproduzione sicura. Nell’immagine: un colibrì (foto di Mario Vigo) [1]

Nel precedente articolo abbiamo visto come sono nate le prime piante conosciute, come si sono diffuse e quali meccanismi difensivi hanno sviluppato per proteggersi.

Fino a circa 140 milioni di anni fa, erano le conifere e le felci a dominare il pianeta Terra. Le felci avevano un modo di riprodursi piuttosto singolare: il maschio spargeva una sorta di sperma nelle acque vicine e le felci femmina le raccoglievano; nelle acque, questo sperma poteva sopravvivere per due ore.

Questo metodo di riproduzione, però, richiedeva un flusso d’acqua ed era quindi limitato. Ma circa 140 milioni di anni fa, qualche specie di pianta cambiò metodo e assunse un sistema di riproduzione rivoluzionario, che si è trascinato nei secoli fino a oggi: nacquero i fiori.

Grazie al polline, le piante da fiore si assicurarono una fecondazione illimitata e (quasi) sicura. Erano gli animali a fare il lavoro per loro.
A un certo punto, le piante capirono che l’impollinazione non sempre era sufficiente e adottarono un altro meccanismo rivoluzionario: il seme.

In questo articolo vedremo la nascita e lo sviluppo dei fiori e dei semi, e scandaglieremo fino in fondo lo stretto rapporto di “scambio” che esiste a tutt’oggi tra il regno vegetale e il regno animale.
Faremo un ulteriore passo per quello che vogliamo dimostrare, e cioè che anche le piante – viste come un insieme collettivo di una certa area – potrebbero essere dotate di una sorta di «intelligenza cosciente».

>>>prima parte: “La forza delle piante – Le piante dominano la Terra”

>>>terza parte: “La forza delle piante – Le piante dominano l’Uomo”

I fiori, una fonte di riproduzione sicura

Lato della montagna pieno di alberi e fiori

I fiori non sono soltanto belli da vedere, ma anche estremamente funzionali: generano “prole” in pochissimo tempo [2]

Tutti i fiori attuali discendono dai fiori della pianta Amborella (Amborella trichopoda), ormai estinta ovunque tranne in Nuova Caledonia.
I botanici sono concordi nel ritenere che i primi fiori siano nati da una mutazione, e cioè che anziché far nascere foglie verdi qualche specie abbia fatto nascere foglioline bianche. Queste foglioline furono i primi petali della storia.

A quel tempo le api non c’erano, per cui è probabile che siano stati insetti come i coleotteri a cibarsi del polline di questi fiori primordiali. Il polline si depositava sopra i coleotteri, che spostandosi su un altro fiore finivano per impollinarlo.
Si trattava di un metodo sicuro per le piante per fecondarsi, non più soggetto alla casualità del vento e dell’acqua. Le piante iniziarono a sfruttare per la prima volta gli animali sul pianeta, assicurandosi un’eredità sicura e perpetua.

I fiori hanno un vantaggio enorme rispetto alle conifere e cioè la capacità di generare “figli” in pochissimo tempo. Le conifere impiegano alcuni decenni per raggiungere la maturità sessuale. Le piante da fiore, invece, hanno cicli di pochi mesi, per cui hanno centinaia di generazioni nell’arco di una sola generazione di conifere.

Si tratta di un vantaggio enorme: potendo contare su tante generazioni, può anche contare su frequenti possibilità di evolversi e di adattarsi a un nuovo ambiente. Quando la pangea si staccò in vari continenti e si formarono zone di terra con climi diversi, le conifere e le felci si ritrovarono in alcune zone senza possibilità di fecondazione; per le piante da fiore, invece, era un’occasione formidabile per espandersi.

Arrivano i semi. E gli animali diventano i veicoli di trasporto

Semi e crescita di una pianta

I semi e il polline sono alla base della riproduzione delle piante. Con loro, inizia lo stretto rapporto tra flora e fauna [3]

In alcuni deserti attuali le piogge arrivano per due mesi all’anno. Se gli insetti non arrivassero in questo breve lasso di tempo, la pianta morirebbe e non avrebbe una nuova generazione. Per cui quale mezzo hanno escogitato per assicurarsi l’impollinazione?
Semplicemente, i colori. Il fiore germoglia in brillanti colori per attirare gli insetti e garantirsi la riproduzione.

Qualcuno potrebbe sottolineare che gli insetti non vedono i colori come li vediamo noi. Vero. Ma le piante hanno trovato un sistema per rendere i colori dei petali ancora più accesi agli occhi di un insetto.
A occhio nudo i petali sembrano lisci, ma se ingranditi al microscopio si scoprono composti da migliaia di papilli che riflettono la luce. Gli insetti percepiscono la luce ultravioletta, invisibile all’occhio umano: i papilli creano una iridescenza che li attrae verso il centro, vicino alla corolla, dove c’è una zona più scura delle altre.

Il polline è stato un passo fondamentale.
La quantità di energia che tutte le piante del pianeta riesco a ricavare dal Sole ogni anno è di 100 trilioni di watt di energia all’anno, che equivale a 40 volte l’energia consumata in America ogni anno. I fiori trasformano questa energia in glucosio, cioè in nettare, per offrirlo agli insetti.

Le piante hanno trovato un altro alleato fondamentale per la sopravvivenza: i semi.
I semi dei fiori hanno una peculiarità rispetto agli altri semi. Trasportati da un insetto, due cellule di polline penetrano dal pistillo per giungere all’ovario. La prima cellula feconda l’ovulo per dare vita all’embrione; la seconda cellula diventa nutrimento per l’ovulo fecondato (si chiama “doppia fecondazione” ed è specifica solo dei semi dei fiori).

Il passo decisivo: le piante scelgono l’insetto che può impollinarle. Gli ecosistemi cambiano radicalmente

Ape impollina un fiore

Un importante punto di svolta si ha quando le piante iniziano a selezionare gli insetti che possono impollinarle. Si evitano così errori grossolani [4]

A questo punto della storia, succede qualcosa di particolarmente anomalo.
Dopo essersi posato su un fiore, il rischio era che l’insetto si posasse su una specie di fiore diversa, impedendo quindi l’impollinazione e la riproduzione della pianta. Dopotutto, agli insetti poco importava che tipo di fiore visitassero: quello che interessava a loro, era nutrirsi.

Come risolvere il problema?
Se i fiori possedessero il nostro modo di pensare, cercherebbero un sistema psicologico per spingere gli insetti a visitare loro soltanto. E infatti fu quello che fecero: usarono la “psicologia” sugli insetti. Ma come può una pianta dialogare con un insetto, così da fargli capire di essere l’unica a cui appoggiarsi? Naturalmente non può avvalersi della parola, per cui farà uso della vista e dei suoni.

Facciamo un esempio (reale) per chiarire.
L’orphium frutescens ha fiori rosa senza nettare ma dotato di polline; ha stami a forma di spirale in modo che gli insetti, posandosi, non li rompino. Questi stami si schiudono soltanto quando l’ape legnaiola si posa su di loro e cambia il battito d’ali, creando una frequenza pari al do centrale. Solo questo tipo di ape riesce a produrre la frequenza giusta per ottenere il polline da questa pianta: di conseguenza sarà solo quest’ape a portare il polline su un altro fiore di orphium.

In pratica, l’orphium si schiude solo quando l’ape legnaiola si posa e batte le ali alla giusta frequenza. Se siete rimasti sorpresi, probabilmente sarete arrivati alla mia stessa conclusione: è un sistema così ingegnoso e preciso che sembra quasi assurdo che sia il semplice frutto dell’evoluzione naturale.
A fine articolo ritorneremo sull’argomento, perché a mio avviso è uno dei punti fondamentali per comprendere la natura delle piante.

In ogni caso, le piante da fiore obbligarono gli ecosistemi a modificarsi radicalmente. Gli stretti legami tra pianta e insetto che abbiamo visto portarono a dei vuoti, che furono colmati con l’arrivo di nuove specie animali: insetti con lingue lunghe per raggiungere le profondità delle corolle, colibrì dal becco lungo e tucani che si cibavano di animali impollinatori.

Dopo la catastrofe, gli insetti non bastano. Le piante si rivolgono ai mammiferi: e nasce la frutta

Scimmia e piccolo di scimmia mangiano frutto rosso

Per aumentare le possibilità di sopravvivenza, le piante si affidarono a un nuovo tipo di animali: i mammiferi. E per attirarli usarono la frutta [5]

90 milioni di anni fa le piante da fiore conquistarono il pianeta, soverchiando felci e conifere.
Le foglie delle piante da fiore hanno il quadruplo delle venature rispetto alle altre piante. Alcuni alberi emettono anche 5 tonnellate al giorno di umidità. Tutta questa umidità portò all’aumento delle piogge, che erano assorbite dalle piante stesse.
Le piante avevano raggiunto l’autosufficienza. Inoltre, grazie a loro le piogge scavarono grotte enormi sottoterra, crebbero picchi imponenti e cumuli rocciosi.

Le piante dominavano la Terra, decidevano gli ecosistemi e spingevano gli animali ad adattarsi a loro. Sembrava un sistema infallibile, destinato a durare in eterno. Ma il pericolo si nascondeva in luoghi inaspettati: arrivò dallo spazio.

65 milioni di anni fa, un evento catastrofico (probabilmente un meteorite di enormi dimensioni) provocò l’estinzione dei dinosauri e di gran parte delle piante allora presenti. I detriti si sollevarono e oscurarono i cieli, portando alla caduta di pioggia acida a causa del biossido di zolfo e di azoto. Nemmeno le radici furono risparmiate.
Lo stretto legame tra piante da fiore e insetti si rivelò un’arma a doppio taglio: anche le piante che sopravvivevano, potevano morire in seguito perché non esisteva più l’insetto che le impollinava.
(vedi quali sono state le cinque grandi estinzioni di massa nella storia)

Fortunatamente, le piante si erano preparate un sistema di riproduzione “di scorta”, ovvero i petali colorati e il nettare con cui potevano attirare gli insetti sconosciuti. Inoltre, potevano avvalersi dei semi già sotterrati, che nemmeno l’impatto dell’asteroide era riuscito a distruggere.
Chiaramente, però, dopo la catastrofe e la riduzione degli insetti ci si doveva inventare un altro sistema per sopravvivere.

Le piante guardarono altrove e scoprirono i mammiferi. Il problema era che i mammiferi non se ne facevano niente del polline, per cui dovettero architettare una nuova strategia per attirarli.
Fu allora che nacquero i frutti. In origine il frutto era l’ovario, diventato carnoso e cresciuto attorno ai semi in maturazione. I mammiferi e gli uccelli mangiavano il frutto e con esso i semi, e poi lo espellevano negli escrementi anche a miglia di distanza.

55 milioni di anni fa, grazie alla frutta si evolsero i gibboni e gli altri primati, che sono dotati di arti e di una schiena adatta per arrampicarsi sugli alberi e afferrare i frutti.
Sorse però un altro problema. I primati erano così golosi di frutta che la raccoglievano prima che i semi diventassero maturi, impedendo quindi la riproduzione. Ed ecco un ennesimo stratagemma: le piante “scelsero” di colorare il frutto soltanto quando il seme era maturo, attirando i primati soltanto in questo stadio.

Conclusioni – Selezione naturale, intelligenza cosciente o entrambi?

Farfalla su fiore

La selezione naturale può spiegare il comportamento delle piante o sono scelte coscienti? [6]

Facciamo un riepilogo di quanto detto sopra, andando per ordine:
– le piante sviluppano pollini e semi per preservare la riproduzione
– inventano petali colorati per attrarre gli insetti
– specifici fiori attirano solo specifici insetti, così da spingere gli animali a impollinare la stessa specie di pianta
– nascono i frutti per attrarre i mammiferi, che sono validi sostituti agli insetti

In tutti questi punti possiamo ravvisare la mano della selezione naturale, tanto cara a Darwin. Ovvero: con i secoli le piante modificano alcune loro parti e ne sviluppano di nuove. Se la nuova parte ha successo e la pianta sopravvive (cioè si adatta all’ambiente), allora quell’elemento sarà tramandato alle successive generazioni; al contrario, la pianta morirà e quindi l’elemento non sarà tramandato.

Un qualche dubbio, però, ce lo dobbiamo porre per il terzo punto: la scelta della pianta di usare specifici insetti.
La selezione naturale non “pensa”, agisce per tentativi fino a quando non trova un elemento che permetta all’organismo (in questo caso la pianta) di adattarsi meglio all’ambiente. Qua però stiamo parlando di uno stretto legame tra una pianta specifica e un insetto specifico, e di un sistema così preciso (le vibrazioni al “do”) da essere stupefacente.
Quindi siamo di fronte a un caso lampante di intelligenza cosciente da parte delle piante?

In realtà, è difficile capire se l’evoluzione naturale abbia avuto un ruolo completo nel creare questo tipo di legame, oppure se le piante abbiano autonomamente – e in modo cosciente – sviluppato delle “strategie”. Per quanto ne sappiamo, le piante non ragionano come noi ma per impulsi, un gioco di causa ed effetto: l’oprhium sente la vibrazione (causa), quindi spalanca gli stami (effetto).
Si tratta di un meccanismo cosciente? Poiché non possiede una vista vera e propria, ha bisogno di un altro senso per riconoscere l’insetto. La vibrazione potrebbe far leva sul suo senso e far “decidere” al fiore di aprirsi?

Per quanto io sia un fervente sostenitore della selezione naturale come mezzo che “muove il mondo”, in questo caso non me la sento di sbilanciarmi, perché conosciamo ancora troppo poco sulla «rete neurale» delle piante.
D’altronde, fino a pochi anni fa si pensava agli animali come a creature vive ma senza coscienza, mentre come abbiamo visto una dichiarazione scientifica del 2012 ha decretato una volta che per tutte che anche gli animali sono dotati di una coscienza analoga a quella dell’uomo. Perché non potrebbe essere lo stesso per le piante?

Fonti esterne

Documentario “Terra, il potere delle piante”

Copyright immagini

[1] http://www.juzaphoto.com/me.php?l=en&pg=57392
[2] http://1ms.net/forest-path-35697.html
[3] http://www.meandb.net/seed-starter-series-seed-starter-soil-comparison/
[4] http://windomallergy.com/pollen-pollen-everywhere/
[5] http://minoritynomad.com/only-reason-to-visit-ubud-sacred-monkey-forest-sanctuary/
[6] http://www.udel.edu/chem/white/C667/CSP1Fugu.html

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