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Un recente studio pubblicato sulla prestigiosa rivista scientifica Royal Society Open Science (al termine dell’articolo alleghiamo il link diretto allo studio) ha rivelato un fenomeno sorprendente: gli alberi sono in grado di sincronizzare la loro attività bioelettrica durante un’eclissi solare. La ricerca, condotta da un team internazionale guidato da Alessandro Chiolerio, ha monitorato l’attività elettrica di diversi abeti rossi (Picea abies) durante un’eclissi solare parziale nelle Dolomiti italiane.
I risultati mostrano che gli alberi reagiscono all’evento astronomico, e sono capaci di anticipare l’eclissi ore prima che avvenga, coordinando il loro comportamento bioelettrico come parte di un sistema collettivo. Questo studio apre nuove prospettive sulla capacità delle piante di percepire e rispondere ai cambiamenti ambientali in modo coordinato, e ancora si sente parlare che non siano dotati di una loro “intelligenza“.
Indice
Gli alberi che si sincronizzano durante un’eclissi solare in un minuto
Lo studio pubblicato su Royal Society Open Science ha scoperto che gli alberi, in particolare gli abeti rossi, sincronizzano la loro attività bioelettrica durante un’eclissi solare. La ricerca, condotta nelle Dolomiti, ha monitorato otto alberi durante un’eclissi parziale nel 2022, utilizzando dispositivi chiamati CyberTree per misurare i segnali elettrici nel loro sistema vascolare.
I risultati hanno rivelato che gli alberi anticipano l’eclissi ore prima, riducendo il potenziale bioelettrico e mostrando comportamenti coordinati. Gli alberi più vecchi (70 anni) hanno reagito in modo più marcato rispetto a quelli giovani (20 anni), suggerendo un ruolo da "hub" nella comunicazione forestale.
L’analisi ha evidenziato onde bioelettriche propagate tra gli alberi, con correlazioni temporali più forti durante l’eclissi. Una possibile spiegazione è che le piante percepiscano le variazioni gravitazionali Terra-Luna-Sole, anticipando così l’evento. Lo studio dimostra che le piante, come gli animali, possono rispondere collettivamente a cambiamenti ambientali, rivelando meccanismi adattativi condivisi tra specie diverse.
Obbiettivi dello studio
Lo studio nasce dalla volontà di esplorare come gli organismi vegetali rispondono a cambiamenti ambientali improvvisi e infrequenti come le eclissi solari. Mentre le reazioni degli animali a questi eventi sono ben documentate, poco si sa di come le piante, e in particolare gli alberi, reagiscano collettivamente.
Eclissi solari in breve
Un'eclissi solare avviene quando la Luna si posiziona tra la Terra e il Sole, coprendone parzialmente o totalmente la luce. Se l'allineamento è perfetto, si verifica un'eclissi totale, con un breve "buio di giorno". Altrimenti, può essere anulare (la Luna non copre tutto il Sole) o parziale. È un fenomeno raro e spettacolare, visibile solo in alcune zone della Terra.
I ricercatori hanno scelto di studiare gli abeti rossi nella foresta di Costa Bocche vicino a Paneveggio, nelle Dolomiti, durante l’eclissi solare parziale del 25 ottobre 2022. Lo scopo era verificare se e in che misura gli alberi individuali rispondono insieme a un’eclissi solare, funzionando come un collettivo vivente più ampio.
Il team ha monitorato contemporaneamente otto alberi: due abeti sani di circa 70 anni (uno in pieno sole e uno in ombra), un abete sano di circa 20 anni in ombra, e cinque ceppi di vecchi alberi che erano stati parte di una foresta primordiale devastata dalla tempesta Vaia nel 2018.
Come sono stati misurati i segnali elettrici negli alberi
Per misurare l’attività bioelettrica degli alberi, i ricercatori hanno utilizzato una rete di dispositivi personalizzati chiamati CyberTree. Questi strumenti sono stati progettati per essere economici, a basso consumo energetico e resistenti alle basse temperature, caratteristiche che hanno permesso l’acquisizione continua di dati a distanza durante l’eclissi.
I dispositivi CyberTree hanno misurato i potenziali bioelettrici degli alberi utilizzando cinque coppie di elettrodi differenziali. Per ciascun albero, gli elettrodi sono stati posizionati sia negli strati interni (xilema) che esterni (floema) del sistema vascolare dell’albero. Gli elettrodi per la raccolta dei potenziali xilematici erano aste filettate di acciaio inossidabile di 6 mm di diametro, distanziate di 50 cm lungo il tronco e in contatto con il nucleo dell’albero. Gli elettrodi nel floema erano inseriti in fori molto più superficiali (2 cm).
Questo sistema ha permesso di catturare informazioni dettagliate sull’attività bioelettrica in tutto il sistema vascolare degli alberi, registrando i segnali che gli alberi generano normalmente per coordinare varie funzioni fisiologiche e rispondere rapidamente ai cambiamenti ambientali.
Cosa succede agli alberi durante un’eclissi
Durante l’eclissi solare, i ricercatori hanno osservato una tendenza generale associata all’occlusione geometrica del sole, corrispondente a una riduzione complessiva del potenziale bioelettrico in tutti i siti con alberi viventi.
Nell’albero giovane di 20 anni, è stata rilevata una riduzione del potenziale bioelettrico, particolarmente evidente per alcune coppie di elettrodi. È stata anche osservata un’attività di picco acuta, visibile come diverse onde quasi quadrate che si concentravano fino all’inizio dell’eclissi, per poi scomparire nella fase immediatamente successiva alla fine dell’evento.
Un’analisi più approfondita dei segnali ha permesso di apprezzare il rumore e la fluttuazione di quasi tutte le funzioni prima dell’eclissi e una forte riduzione successiva. Per esempio, l’espressività ha interrotto il suo comportamento oscillante di 5/10 minuti all’inizio dell’eclissi, è entrata in un periodo più regolare durato ore dopo la fine dell’evento, e poi è tornata ai valori originali.
Analogamente, l’indice frattale ha mostrato una forte oscillazione fino all’inizio dell’eclissi, poi una transizione verso un’area più regolare, indicando che il segnale bioelettrico dell’albero ha perso la variabilità naturale nei picchi e nelle oscillazioni che si osserva come attività elettrica spontanea durante una giornata normale.
Differenze tra alberi giovani e vecchi
Lo studio ha rivelato differenze significative nelle risposte bioelettriche tra alberi di diverse età. Negli alberi più anziani di 70 anni, la riduzione del potenziale bioelettrico corrispondente all’occlusione del sole è stata particolarmente netta a livello della coppia di elettrodi superiore, ma è stata rilevata anche a livello delle tre coppie di elettrodi inferiori, sebbene su una scala temporale leggermente più ampia.
In questi alberi più vecchi, è stato rilevato un lento cambiamento del livello iniziale del potenziale bioelettrico di circa il 300% che si è verificato durante le prime 14 ore. Per uno degli alberi più vecchi, questa tendenza era evidente nelle coppie di elettrodi inferiori, dove la coppia rivolta verso il sole e orientata a sud ha rilevato potenziali bioelettrici aumentati e un livello di rumore più elevato. Al contrario, le altre due coppie hanno rilevato una riduzione.
Gli alberi più anziani hanno mostrato un maggiore comportamento anticipatorio durante l’eclissi, con asimmetria temporale precoce e aumenti di entropia. Gli alberi più vecchi servono come hub all’interno di una foresta e possiedono una rete di connessioni più densa, il che spiega perché l’interferenza tra i segnali bioelettrici era particolarmente evidente tra gli alberi più anziani.
Come gli alberi “comunicano” tra loro
Per indagare se gli alberi individuali rispondessero all’eclissi solare insieme come sistema collettivo, i ricercatori hanno condotto un’analisi dei processi stocastici in una disposizione spaziotemporale a più livelli. All’interno di ciascun sito, hanno osservato onde bioelettriche propaganti, che possono essere attribuite a vari fattori come il movimento della linfa che trasporta correnti ioniche, processi circadiani che seguono l’orbita del sole, processi spontanei simili a picchi o persino rumore dalla registrazione dei tronchi.
Ogni processo stocastico interagiva con gli altri, simile alle onde sulla superficie dell’acqua, mostrando un certo livello di correlazione temporale. Le funzioni di correlazione incrociata calcolate durante una giornata normale mostravano un certo grado di simmetria con una variazione assoluta di circa 0,1 unità. Tuttavia, il grado di simmetria cambiava durante l’eclissi solare; le variazioni assolute raddoppiavano in ampiezza e avevano una forma più regolare.
In altre parole, durante una giornata normale, c’era poca differenza tra due istanti qualsiasi nelle propagazioni bioelettriche che avvenivano tra due alberi. Durante l’eclissi, invece, due istanti generici qualsiasi erano molto diversi l’uno dall’altro.
L’incredibile capacità degli alberi di anticipare l’eclissi
Una delle scoperte più sorprendenti dello studio è che gli alberi hanno anticipato l’eclissi solare cambiando il loro comportamento bioelettrico diverse ore prima dell’effettivo inizio dell’evento celeste. Confrontando i ritardi temporali tra segnali simultanei, i ricercatori sono stati in grado di tracciare una risposta all’eclissi circa 14 ore prima del verificarsi effettivo dell’evento.
I ricercatori escludono che la luce solare e le alterazioni della temperatura dell’aria indotte dall’eclissi solare possano essere potenziali segnali perché l’albero ha anticipato l’evento circa 14 ore prima del suo verificarsi, quando sia il Sole che la Luna erano al loro zenit dall’altra parte della Terra. Tuttavia, i potenziali segnali potrebbero avere modelli temporali dipendenti dalle dinamiche orbitali Sole-Luna-Terra.
Una possibile spiegazione è che le posizioni relative della Luna e del Sole nel cielo, che determinano l’entità e le variazioni della forza totale di gravità e delle maree gravimetriche lunisolari, potrebbero fornire un segnale affidabile dell’evento celeste imminente. Le forze gravitazionali sulla Terra sono massime quando la Luna è contemporaneamente vicina o al suo perigeo (nel punto più vicino alla Terra) e in sizigia (luna piena o nuova), che è precisamente la configurazione planetaria osservata il giorno dell’eclissi solare nel sito di studio.
Perché questa scoperta è importante
Questo studio dimostra che la sincronizzazione è un fenomeno altrettanto importante nel comportamento delle piante quanto lo è negli animali, rivelando la sua più ampia rilevanza tra diverse forme di vita. I risultati suggeriscono che, nonostante le vaste differenze tra gli organismi, la capacità di rispondere collettivamente agli input, ai cambiamenti o alle perturbazioni esterne è un meccanismo condiviso tra i diversi taxa, incluse le piante.
Questi comportamenti riflettono una strategia adattativa più ampia per far fronte a cambiamenti rapidi e imprevedibili, rafforzando la resilienza dell’ecosistema e sottolineando l’importanza del comportamento sincronizzato tra le specie.
Riconoscere questa comunanza nelle risposte sincronizzate tra gli organismi migliora la comprensione dei processi biologici e suggerisce principi universali che governano il comportamento collettivo sia nelle piante che negli animali. Questa intuizione sui meccanismi fondamentali della propagazione comportamentale tra le forme di vita offre una nuova prospettiva su come gli ecosistemi raggiungono resilienza e adattabilità.
Lo studio fornisce anche supporto sperimentale per la nozione di effetti non banali nei sistemi biologici, estendendo le scale microscopiche alle dinamiche su scala più ampia e offrendo nuove intuizioni sul comportamento coordinato in natura.
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Lo studio: