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10 strategie intriganti nella guerra tra piante e insetti
C'è un mormorio incessante intorno a noi, uno che non può essere percepito dalle orecchie umane. Le battaglie sulla vita e la morte sono combattute e le alleanze sono forgiate. I nostri dintorni sono un campo di battaglia mentre le piante intraprendono una guerra senza fine contro i loro nemici perenni, gli insetti erbivori. È una rivalità che ha avuto inizio oltre 350 milioni di anni fa, e da allora entrambe le parti hanno migliorato notevolmente le loro capacità di combattimento.
10 Chemical Warfare
Foglie e altre deliziose parti vegetali sono cibo per insetti come bruchi o coleotteri. Ma non esiste un pranzo gratis, nemmeno nel mondo degli insetti. Nel corso del tempo, le piante hanno sfidato le loro condizioni statiche sviluppando numerose tattiche per proteggersi dagli insetti erbivori. Questi variano da armature esterne (come spine, aculei o peli tossici chiamati tricomi) a sistemi di difesa chimica dritti.
Queste risposte chimiche sono di ampia portata e possono essere attivate una alla volta o in modo coordinato. Generalmente, quando un insetto inizia a banchettare, la pianta emette sostanze chimiche che possono uccidere l'insetto o influenzarne la crescita. Per esempio, una pianta a volte ravviva le foglie con alcuni tannini amari, rendendola un pranzo poco attraente per l'insetto, per non dire in qualche modo indigeribile.
Quindi, come fanno le piante a sapere che vengono attaccate? Bene, ci sono molti metodi diversi. Tuttavia, quello che li aiuta a rispondere il più veloce implica "sentire" gli insetti che li masticano. Sorprendentemente, uno studio recente ha scoperto che un piccolo fiore di nome Arabidopsis in grado di identificare le vibrazioni innescate quando un bruco si sta ammucchiando sulle foglie, permettendo così alla pianta di aumentare le difese di conseguenza.
9 The Enemy Of The Enemy
Se una pianta non può difendersi dagli intrusi affamati da sola, e se non ha un esercito privato di formiche feroci come l'albero di acacia, spesso richiede il backup. I composti volatili rilasciati nell'aria inviano un invito a pranzo ai nemici naturali degli erbivori. Qualche extra di nettare floreale potrebbe essere gettato per addolcire l'affare. Tra i "bravi ragazzi" che si presentano al salvataggio ci sono la coccinella, la vespa ichneumon e alcuni insetti dal nome suggestivo come l'assassino o il cacciatorpediniere.
Quasi tutte le piante possono rilasciare queste sostanze di pericolo, ma alcune piante sono più "vocali" di altre. Ciò significa che producono più composti volatili. Più forte "gridano", più sono sani.
I composti volatili servono anche come segnale di allarme per le piante vicine, incoraggiandoli a rafforzare le proprie difese. Inoltre, le piante spesso si informano a vicenda sulle minacce imminenti utilizzando una rete sotterranea di funghi per "condividere" le informazioni. È fondamentalmente la versione naturale di Internet, solo che è priva di bug e worm.
8 La difesa setosa
Le formiche tessute sono ben conosciute dagli agricoltori per la loro capacità di controllare i parassiti, ma non sono gli unici artropodi in grado di proteggere le piante dagli insetti nocivi. I ricercatori dell'Università di Miami hanno scoperto che i ragni possono anche allearsi con le piante nella loro brutale battaglia contro gli insetti affamati. E l'aracnide non ha nemmeno bisogno di essere al lavoro giorno e notte. Tutto ciò che deve fare è tessere la sua rete.
La seta di ragno è abbastanza spaventosa da far cambiare idea ai parassiti riguardo al pranzo in un ristorante di piante. Gli scienziati hanno osservato come i coleotteri sono stati respinti solo dalla presenza della seta, riducendo così il danno sulle foglie di circa il 50 per cento. Dopo tutto, i ragni mangiano scarafaggi e la vista della seta è un avvertimento che un predatore è da qualche parte nelle vicinanze.
È interessante notare che i ricercatori hanno anche eseguito test utilizzando la seta di un baco da seta, ed era meno efficiente negli esperimenti sul campo. Questi risultati sono piuttosto eccitanti grazie al loro potenziale per fornire una soluzione più ecologica nella gestione dei parassiti.
7 Un alleato improbabile
Nel 2015, i ricercatori della Florida State University hanno pubblicato uno studio pluriennale sull'impatto di formiche e cicaline su un tipo di pianta chiamata rabbitbrush. Lo studio ha rivelato una sorprendente rete di alleanze interspecie nei prati del Colorado. È una lotta per il cibo e la sopravvivenza, con molti colpi di scena.
I ricercatori hanno osservato che, mentre le cianfrusaglie erano impegnate nel meticoloso processo di succhiare la linfa dal coniglio, erano a rischio di diventare prede stesse per i predatori come le coccinelle. Per cacciarli via, le creepers cercavano aiuto dalle formiche vicine. Le formiche le proteggevano in cambio di un liquido dolce, per gentile concessione degli alberi.
Ma è un mondo cane-mangia-cane, e le formiche erano indifese di fronte a un predatore molto più grande di loro: un orso affamato in cerca di uno spuntino. Nel corso di quattro anni, i ricercatori hanno notato che gli orsi hanno devastato fino all'86% dei nidi delle formiche nell'area. La diminuzione del numero di queste guardie del corpo di treehopper ha portato a piante più sane e più sane.
6 difese intelligenti
Nonostante tutti questi sistemi di sicurezza delle piante, un bruco deve ancora mangiare, quindi utilizza alcuni stratagemmi astuzia. Uno studio condotto da ricercatori del College of Agricultural Sciences della Penn State ha dimostrato che per ottenere più tempo per masticare i tessuti di mais, le larve di lombrichi rilasciano le loro feci (o foglie) sulle foglie. Questo inganna la pianta a pensare che sia stata attaccata da agenti patogeni fungini.
Di conseguenza, la pianta di mais aggiusta la sua strategia di difesa per rispondere all'attacco falso. Dal momento che la pianta non può combattere contemporaneamente sia gli insetti che i patogeni, i bruchi riescono a fare alcuni grandi morsi. Per quanto riguarda il lato positivo, i risultati potrebbero portare a un pesticida più sicuro e basato sulle fritture per aiutare le piante a combattere gli agenti patogeni.
Inoltre, proprio come le piante, gli insetti si avvertono a vicenda dei pericoli vicini usando la pianta stessa come un telefono.Gli insetti sotterranei possono parlare con quelli fuori terra attraverso sostanze chimiche trasmesse attraverso le foglie delle piante. Gli insetti possono anche lasciare un messaggio "voicemail" per avvisare la prossima generazione che c'è qualcosa di sospetto su quella particolare pianta.
5 Sequestro di armi
In una bella svolta, alcuni insetti stanno usando le piante per proteggersi dai propri predatori. Tale è il caso della falena cinabro, una creatura nera e cremisi che dice vicino ai fiori del ragwort in Europa e in Asia. Dopotutto, il ragwort è conosciuto come un'erbaccia molto velenosa e può persino danneggiare animali di grossa taglia come cavalli e bovini.
Un bruco di cinabro, che è vivido quanto la sua forma adulta, può divorare un grande ragwort in un paio di giorni. (In realtà, questo insetto è stato introdotto in molte parti del mondo come controllo biologico del ragwort.) E proprio come la cavalletta africana variegata, le tarme del cinabro hanno sviluppato un enzima specifico che consente loro di ingerire e immagazzinare tossine intese a proteggere le piante dall'essere mangiato. Questi enzimi degli insetti trasformano le tossine delle piante in armi chimiche.
Questo è anche il motivo per cui creature come la falena cinabro e la cavalletta africana variegata si presentano in colori così brillanti. Stanno essenzialmente pubblicizzando la loro carica velenosa, costringendo i mangiatori di insetti a mantenere le distanze.
4 Combattere su più fronti
Diversi tipi di predatori hanno bisogno di diversi tipi di risposte, ma spesso, più tipi di insetti erbivori vengono a pranzo nello stesso momento.
Come ci si potrebbe aspettare, questo è un grosso problema. Prendi la pianta di mais, per esempio. Quando riceve visite simultanee da afidi e bruchi, la pianta deve attivare composti separati per difendersi da ogni gruppo di predatori. Sfortunatamente, questi composti derivano dalla stessa molecola genitrice.
I ricercatori hanno dimostrato che la lotta contro un gruppo di insetti influisce sulla capacità della pianta di dissuadere il secondo gruppo. Esperimenti condotti da un gruppo del Boyce Thompson Institute su una varietà comune di mais hanno dimostrato che dopo che una pianta era stata esposta ai bruchi, all'improvviso divenne un ospite migliore per gli afidi. Pertanto, gli afidi producevano più progenie sul grano.
Tuttavia, lo stesso esperimento ha ottenuto risultati misti quando sono state testate altre varietà di mais. Alcune varietà di mais erano effettivamente più resistenti agli afidi dopo l'infestazione del bruco. Questi risultati potrebbero essere utilizzati per lo sviluppo di colture più forti in futuro.
3 carneficina nel giardino
La colombina serpentina potrebbe sembrare un bel fiore, ma in realtà è una trappola mortale. Centinaia di piccoli insetti trovano il loro riposo eterno sul suo gambo, dopo che sono rimasti intrappolati sui peli appiccicosi del fiore.
Questi sfortunati insetti "turistici" sono in realtà ricompense per i predatori che si precipitano in una festa facile. Nel processo, divorano i bruchi e le uova di tarme intrappolate sulla pianta. I bruchi sono un temibile nemico della colombina appiccicosa, quindi quando i ragni si presentano per un pasto, stanno davvero facendo un favore alla pianta. E fortunatamente per gli aracnidi, i ragni non si attaccano alla superficie adesiva della colombina. È una situazione win-win per tutti ... tranne i bruchi, ovviamente.
I ricercatori dell'Università della California-Davis hanno condotto un esperimento per saperne di più sul comportamento della colombina. Dopo aver rimosso tutti gli insetti morti dai fiori, un numero minore di predatori ha esplorato l'area, e i bruchi potevano sgranocchiare liberamente. Inoltre, i ricercatori hanno concluso che la colombina invia segnali chimici per attirare gli insetti innocenti che capita di volare nelle vicinanze. È proprio come una canzone delle sirene.
2 Da dove viene la senape
Secondo gli scienziati dell'Università del Missouri, non ci sarebbe senape senza bruchi. Lo stesso vale per condimenti onnipresenti come wasabi e rafano. A quanto pare, gli oli di senape sono il risultato di uno scontro durato decine di milioni di anni, un'epica battaglia tra le larve di farfalle e le piante dell'Ordine Brassicales.
Il gusto deciso e inconfondibile di senape e wasabi deriva dai glucosinolati, composti altamente tossici per la maggior parte degli insetti. Questi composti hanno iniziato a svilupparsi nel tardo periodo Cretaceo, in quella che viene chiamata una "corsa agli armamenti" evolutiva tra flora e fauna.
Per tutti quegli anni, piante e insetti cercarono di fare l'uno contro l'altro in un gioco di mosse e contromosse chimiche. Le piante hanno sviluppato nuove armi per difendersi dall'essere mangiate, ma gli insetti hanno imparato a compensare queste armi, costringendo le piante a introdurre qualcosa di ancora più forte. Il risultato è stato più di 120 varietà di glucosinolati. Ciò ha portato a una maggiore biodiversità di piante e insetti, oltre a hot dog più gustosi.
1 Modifica del piano di gioco
Venire a nuove strategie di difesa può essere piuttosto estenuante. Riconoscendo l'inutilità di questi sforzi, il milkweed ha deciso di cambiare la sua strategia dallo sviluppo di nuove tecniche di combattimento per imparare semplicemente come vivere con i suoi predatori.
All'inizio, il milkweed ha cercato di combattere i suoi nemici artropodi. Si faceva crescere i capelli sulle foglie, nascondeva un veleno chiamato cardenolide nei suoi tessuti e persino riempiva i tubi di lattice tossico. Ma i voraci bruchi hanno sempre trovato il modo di superare. Si sono rasati le foglie, sono diventati immuni ai cardenolidi e hanno imparato a evitare di essere spruzzati di lattice. Inoltre, i bruchi delle farfalle monarca immagazzinano le tossine ottenute dalle piante che si nutrono. Li usano per rendersi velenosi ai propri predatori.
Sembrava non importa quanto duramente il milkweed provasse ad adattarsi, la farfalla monarca era solo pochi passi avanti. Ma poiché nulla sembrava funzionare a suo favore, le piante da latte decisero di cambiare tattica.Secondo i ricercatori di Cornell, il milkweed sta mettendo più attenzione alla guarigione più velocemente.
Ehi, se non puoi batterli ...