Negli animali il senso dell’olfatto ha tre componenti principali: una proteina che cattura l’odore e lo porta al recettore (detta odorant binding protein o Obp), il recettore stesso (un’altra proteina detta odorant receptor o Or), e un secondo messaggero che porta il segnale ai neuroni. Sappiamo che negli esseri umani e negli animali superiori i recettori degli odori sono nel naso. Gli insetti hanno gli stessi recettori nelle antenne e li usano spesso per identificare le piante di cui cibarsi o da cui allontanarsi.
Le piante non hanno un sistema neurale che può processare l’informazione portata dallo stimolo odoroso, eppure il loro metabolismo e comportamento cambiano dopo l’esposizione agli odori rilasciati da altre piante. Alcuni esperimenti hanno dimostrato che sono in grado di rispondere a stimoli olfattivi per identificare altre piante da parassitare, con cui convivere o dalle quali sfuggire.
Per capire meglio come funziona l’olfatto delle piante, abbiamo investigato sull’esistenza di un sistema di percezione e cattura degli odori, in qualche modo assimilabile a quello degli animali. Lo studio è stato effettuato in silico, cioè sulla base di simulazioni matematiche della probabilità che alcune Obp “candidate” aggancino le molecole odorose rilasciate da altre piante. I risultati suggeriscono che le piante non hanno strutture proteiche assimilabili alle Obp degli animali.
Tuttavia i monoterpeni, cioè i principali stimoli olfattivi rilasciati dalle piante (per esempio gli odori delle piante officinali o delle resine delle conifere) si legano ad alcune strutture proteiche delle piante già note come potenziali Obp per due ormoni volatili (salicilato e jasmonato). Al contrario, l’isoprene, un altro prodotto dalla stessa via metabolica dei monoterpeni, emesso in grandi quantità e costitutivamente (cioè non indotto, per esempio da stress) non si lega a nessuna delle Obp testate, ed è quindi probabilmente inattivo nella comunicazione pianta-pianta.
Lo studio supporta l’ipotesi che le piante abbiano un sistema di recettori degli odori basato su Obp capaci di catturare e trasportare le molecole odorose alle membrane cellulari, come accade negli animali. Anche nelle piante sembra che le Obp lavorino non selettivamente, e siano quindi in grado di catturare, trasportare e rilasciare numerose e diverse molecole, assieme o in sequenza.
Non si conoscono recettori degli odori (Or) nelle piante e il fatto che le piante abbiano un sistema simil-neurale non ha ancora ricevuto un’adeguata conferma sperimentale. Quindi il passaggio successivo alla percezione e alla cattura degli odori, cioè come la molecola odorosa sia capace di scatenare la risposta delle piante all’odore percepito, non è ancora noto. ◆
Francesco Loreto è professore di fisiologia vegetale all’università di Napoli Federico II.
D. Giordano, A. Facchiano, S. D’Auria, F. Loreto, A hypothesis on the capacity of plant odorant-binding proteins to bind volatile isoprenoids based on in silico evidences, eLife (2021)
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