Il Ruolo dell’Isoprene nella Difesa delle Piante
Nel film del 2008 “The Happening”, si esplora un inquietante ribaltamento della relazione tra esseri umani e natura, dove le piante si rivoltano contro di noi. Questi organismi vegetali rilasciano neurotossine invisibili, portando le persone verso un destino mortale. Sebbene si tratti di pura fantascienza horror, l’idea che le piante possano influenzare chimicamente l’ambiente circostante non è affatto frutto dell’immaginazione. Infatti, l’aria che respiriamo è intrisa di una forma più silenziosa di conflitto, non contro gli esseri umani, ma contro i parassiti. Recenti ricerche condotte dagli scienziati della Michigan State University hanno finalmente svelato un mistero che perdurava da quarant’anni riguardo all’isoprene, una sostanza chimica naturale emessa da alcune piante per difendersi dagli insetti affamati. Tuttavia, c’è un aspetto inaspettato: mentre l’isoprene protegge la pianta, potrebbe anche contribuire all’inquinamento atmosferico.
Caratteristiche Chimiche dell’Isoprene
L’isoprene è un idrocarburo incolore e volatile, un composto organico semplice composto da cinque atomi di carbonio e otto atomi di idrogeno (C5H8). Questo composto viene rilasciato naturalmente da diverse specie vegetali, in particolare in condizioni di calore intenso, ed è uno degli idrocarburi più abbondanti nell’atmosfera, secondo solo al metano. A differenza dei terpeni aromatici, che si possono percepire passeggiando in una foresta di pini o in un boschetto di pioppi, l’isoprene è inodore, ma la sua reattività è notevole. Una volta emesso, interagisce con la luce solare e con gli ossidi di azoto provenienti dai gas di scarico dei veicoli e dalle emissioni industriali, contribuendo così alla formazione di ozono, aerosol e altri inquinanti che compromettono la qualità dell’aria. Come ha sottolineato il ricercatore Sharkey, “Tutti possono riconoscere l’odore di una foresta di pini, ma in un boschetto di querce, dove si produce una maggiore quantità di idrocarburi, l’odore è praticamente impercettibile.”
La Difesa delle Piante e l’Isoprene
Fino a questo momento, gli scienziati non avevano compreso appieno il motivo per cui alcune piante decidessero di produrre isoprene, soprattutto considerando che questa sostanza non sembra favorire la loro crescita. Tuttavia, la nuova ricerca suggerisce che la risposta risieda nella difesa, non solo contro lo stress termico, ma anche contro gli insetti predatori. In esperimenti condotti in serra, i ricercatori della Michigan State University hanno coltivato due varietà di piante di tabacco: una geneticamente modificata per emettere isoprene e l’altra lasciata nel suo stato naturale. Quando le mosche bianche hanno invaso il campione, si sono concentrate sulle piante non emittenti, evitando completamente quelle produttrici di isoprene. Ulteriori esperimenti con i vermi cornuti hanno confermato questa osservazione: i vermi che si nutrivano di foglie ricche di isoprene crescevano più piccoli e più deboli rispetto a quelli che non ne erano stati influenzati. Tuttavia, non era l’isoprene in sé a danneggiarli; piuttosto, la sostanza chimica stimolava un aumento dell’acido jasmonico, un ormone di difesa che ostacola la capacità degli insetti di digerire le proteine. “La vera difesa non era l’isoprene stesso, ma l’effetto che l’isoprene aveva sulla pianta,” ha dichiarato Sharkey.
Scoperte Recenti sulla Soia e l’Isoprene
Un’altra scoperta sorprendente è emersa dallo studio della soia. A lungo si era ritenuto che questa pianta avesse perso la capacità di produrre isoprene nel corso dell’evoluzione, ma recenti ricerche hanno rivelato che essa rilascia piccole quantità di isoprene quando le sue foglie subiscono danni. Questa scoperta suggerisce che le piante di soia conservano ancora il gene responsabile della produzione di isoprene, attivandolo solo in situazioni di stress. I ricercatori affermano che tale scoperta potrebbe rivoluzionare il modo in cui proteggiamo le colture agricole. Tuttavia, questo vantaggio presenta anche un rovescio della medaglia. L’isoprene, infatti, è un idrocarburo che può aggravare l’inquinamento atmosferico, specialmente in aree già compromesse da scarsa qualità dell’aria. Se un numero crescente di colture venisse geneticamente modificato per emettere isoprene, ciò potrebbe avere un impatto negativo sull’atmosfera. I risultati di questa ricerca sollevano interrogativi cruciali riguardo al futuro della soia e al suo potenziale contributo all’inquinamento atmosferico. “Questa è una delle domande più rilevanti emerse dalla nostra ricerca,” ha affermato Sharkey. “Dovremmo introdurre isoprene nelle piante coltivate per proteggerle dagli insetti, accettando il rischio di un impatto sull’ozono? O dovremmo ingegnerizzare geneticamente le piante per disattivare l’isoprene sintasi, al fine di migliorare la qualità dell’atmosfera?”
Fonti e Riferimenti Scientifici
I risultati di questi studi sono stati pubblicati in due articoli su Science Advances e Proceedings of the National Academy of Sciences. Queste pubblicazioni offrono un approfondimento dettagliato sulle scoperte riguardanti l’isoprene e il suo impatto sulle piante e sull’ambiente. È fondamentale continuare a monitorare e studiare questi fenomeni per comprendere meglio le interazioni tra le piante e il loro ambiente, nonché le implicazioni per la salute pubblica e la qualità dell’aria.
