Svelato il "sistema nervoso" delle piante

I segnali elettrici, noti con il nome di "potenziali d'azione" (AP), costituiscono un sistema di segnalazione rapido e ubiquitario nelle specie vegetali. Sebbene sia stato proposto un modello rudimentale delle modalità di trasmissione degli AP, la tecnologia rimane ancora poco compresa.

Il progetto PLANTELEXIGNAL ("Disclosing the molecular bases of electrical signalling in plants"), finanziato dall'UE, ha ricercato i meccanismi molecolari nelle cellule vegetali che rendono possibile la produzione e la propagazione dei potenziali d'azione. Attraverso l'adozione di strumenti di ingegneria genetica e di sensori sofisticati, i ricercatori hanno studiato un modello di specie vegetale, l'Arabidopsis thaliana.

Nello specifico, il progetto ha analizzato due canali del potassio (K+), ovvero proteine presenti nella parete cellulare considerate responsabili del mantenimento degli AP nelle cellule. I ricercatori hanno inoltre analizzato i cambiamenti in termini di concentrazione del calcio (Ca2+), che rappresentano un ulteriore aspetto collegato ai sistemi di segnalazione nelle piante.

Nell'ambito dell'iniziativa si è scoperto che due canali di K+, chiamati AKT2 e GORK, controllano aspetti diversi dei potenziali di azione nelle specie vegetali. Nello specifico, il primo controlla le probabilità di propagazione dell'AP alle cellule vicine, mentre il secondo influenza l'ampiezza e la lunghezza del segnale.

L'utilizzo di attrezzature di rilevamento sofisticate ha consentito agli esperti di PLANTELEXIGNAL di scoprire che i segnali di tipo AP e del Ca2+ si verificano in regioni simili della pianta, come ad esempio le venature delle foglie. Il progetto ha inoltre rivelato che i segnali viaggiano a velocità simili all'interno della pianta, suggerendo un legame tra i sistemi di segnalazione del Ca2+ e i potenziali d'azione.

I lavori condotti nell'ambito dell'iniziativa PLANTELEXIGNAL hanno spinto gli scienziati a individuare per la prima volta molecole specifiche coinvolte nei sistemi di segnalazione AP nelle piante. A partire da queste informazioni, sarà possibile studiare in modo più approfondito i sistemi di segnalazione elettrica nelle specie vegetali.