È membro dell'Accademia dei Georgofili, membro fondatore della Société internationale pour le signalement et le comportement des plantes e direttore del Laboratorio internazionale di neurobiologia vegetale“Laboratorio internazionale di neurobiologia vegetale (LINV)”.
Biografia Stefano Mancuso, nipote dello scrittore Michele Mancuso, afferma di essersi particolarmente interessato alle piante solo in età adulta, all'università, durante gli studi France Culture (2019) Stefano Mancuso : "Les plantes sont les vrais moteurs de la vie sur terre" , Les matins du Samedi.
Dal 2001 è professore all'Università di Firenze e nel 2005 ha fondato il Laboratorio internazionale di neurobiologia vegetale, destinato agli studi sul comportamento delle piante. Nel 2010 ha tenuto una conferenza a Oxford su come le radici vanno, nel terreno, alla ricerca di spazio colonizzabile, acqua e nutrientiFrédéric Mouchon (2018), article intitulé Stefano Mancuso, l’homme qui murmure à l’oreille des plantes, Le Parisien, le 08 avril 2018. Nel 2012, con il progetto Plantoïd, ha preso parte alla creazione di un robot ispirato da alcune capacità delle radici biologiche. Il robot potrebbe, ad esempio, essere usato per esplorare un terreno difficilmente accessibile o contaminato da un incidente nucleare o da un attacco batteriologico.
Nel 2013 ha pubblicato Verde brillante: Sensibilità e intelligenza del mondo vegetale, scritto assieme ad Alessandra Viola. Nel 2014, all'Università di Firenze, ha creato una start-up specializzata sulla biomimesi delle piante (tecnologia che imita determinate capacità delle piante) e una serra galleggiante autonoma che nel 2016 ha prospettato al governo cileno.
Nel 2026 conduce un programma di approfondimento su Rai 3, La pelle del mondo, affiancato da Lillo. Collabora inoltre con Chora Media.
Ricerche scientifiche
Ispirazioni Stefano Mancuso ha tratto ispirazione dagli studi di George Washington Carver, Ephraim Wales Bull e Charles Harrison Blackley, e dai naturalisti Charles Darwin e Gregor Johann Mendel.
La neurobiologia vegetale è parte della botanica e studia la memoria (tra cui quella transgenerazionaleMolinier J, ries g, Zipfel c, hohn B (2006) Transgeneration memory of stress in plants. nature 422:1046–1049), l'apprendimento (incluso l'apprendimento epigeneticoGinsburg s, Jablonka e (2009) Epigenetic learning in non-neural organisms. J Biosci 33:633–646), l'esperienza (ad esempio attraverso la pianta modello Mimosa pudica che sembra avere la capacità, in una certa misura, di adattarsi alle condizioni del luogo in cui viveGagliano M, Renton M, Depczynski M & Mancuso S (2014) Experience teaches plants to learn faster and forget slower in environments where it matters. Oecologia, 175(1), 63-72.Applewhite PB (1972) Behavioral plasticity in the sensitive plant, Mimosa. Behav Biol 7:47–53Cahill JF Jr, Bao T, Maloney M, Kolenosky c (2013) Mechanical leaf damage causes localized, but not systematic, changes in leaf movement behaviour of the sensitive plant, Mimosa pudica. Bot- any 91:43–47), alla comunicazione e alla vita sociale delle piante.
Secondo Stefano Mancuso, dall'inizio degli anni 1990, gli scienziati hanno iniziato ad ammettere che le piante hanno non solo capacità "sociali", ma una forma di intelligenza che fino ad allora non era stata immaginataTrewavas T (2003) aspects of plant intelligence. ann Bot 92:1–20TrewavasA.Plantintelligence.Naturwissenschaften2005a;92:401-13.Trewavas A. Greenp lants as intelligent organisms. Trends Plant Sci 2005 ;10:413-9.Trewavas A. Response to Alpi et al.: Plant neurobiology — all metaphors have value. Trends Plant Sci 2007; 12:231.
Sistema radicale delle piante Stefano Mancuso ha studiato le capacità delle piante e in particolare del sistema radicale (e soprattutto dell'apice delle radiciBaluška, F., Mancuso, S., Volkmann, D., & Barlow, P. W. (2010). [Root apex transition zone: a signalling–response nexus in the root]. Trends in plant science, 15(7), 402-408., molto sensibili a diversi tipi di stimoli quali la pressione, la temperatura, certi suoni, l'umidità e le lesioniBaluška, F., & Mancuso, S. (2013). Root apex transition zone as oscillatory zone. Frontiers in Plant Science, 4, 354.) di esplorare e sfruttare l'ambiente del suolo per l'ancoraggio della pianta, l'accesso all'acqua e ai nutrienti, la simbiosi con altre specie e la comunicazione con altre piante. Secondo un articolo pubblicato nel 2004 da un gruppo di botanici tra cui Mancuso, l'area dell'apice radicale comprende un'area di transizione la cui struttura evoca funzioni simili a quelle del cervello negli animali, con equivalenti vegetali dell'actina, il ruolo fondamentaleSwarup R & Bennett M.M (2003) Auxin transport : the fountain of life in plants?, Dev. Cell 5 |824–826 delle auxine (anche dette IAA per indole-3-acetic acid) che evocano un neurotransmettitoreF. Balunka, J. Kamaj, D. Menzel (2003) Polar transport of auxin: carrier- mediated Xux across the plasma membrane or neurotransmitter- like secretion?, Trends Cell Biol. 13 282–285.F. Balunka, S. Mancuso, D. Volkmann, P.W. Barlow (2004) Root apices as plant command centres: the unique “brain-like” status of the root apex transition zone, Biologia (Bratislava) 59 7–19.G. Hagen, T. Guilfoyle (2002) Auxin-responsive gene expression: genes, promoters, and regulatory factors, Plant Mol. Biol. 49 373–385.Schlicht, M., Strnad, M., Scanlon, M. J., Mancuso, S., Hochholdinger, F., Palme, K., ... & Baluška, F. (2006). Auxin immunolocalization implicates vesicular neurotransmitter-like mode of polar auxin transport in root apices. Plant signaling & behavior, 1(3), 122-133., e delle strutture evocanti le sinapsiBaluška, F., Mancuso, S., Volkmann, D., & Barlow, P. (2004) Root apices as plant command centres: the unique ‘brain-like’status of the root apex transition zone. Biologia, 59(Suppl 13), 7-19. (auxine, molecola/ormone morfogenoR.P. Bhalerao, M.J. Bennett (2003) The case for morphogens in plants, Nat. Cell Biol. 5| 939–943, che è anche bioattivo nella cellula dei lieviti e nella cellula animale, secondo gli autori).
Percettibilità delle piante Nel corso dell'evoluzione, le piante hanno dovuto sviluppare soluzioni ai grandi problemi incontrati dagli organismi non mobili (parte del fitoplancton si mostra in grado di muoversi verticalmente e talvolta orizzontalmente). Pur non avendo né nervi né cervello, le piante hanno una vita sociale e quindi una certa sensibilità (i cui indizi si possono trovare in alcune cellule - gameti e batteri - in coralli o spugne e in organismi apparentemente molto primitivi come le trichoplax... che non hanno nulla che assomigli a un cervello, ma che presentano comportamenti che evocano una funzione neuronale), anche se questi attributi sono molto diversi da quelli osservati nel mondo animale. Mancuso e i suoi colleghi Gagliano e Robert mostrano così, nel 2012, che le piante hanno dei meccanorecettori che rendono ad esempio le loro radici sensibili al suono e alla sua direzione di propagazioneGagliano M, Mancuso S & Robert D (2012) Towards understanding plant bioacoustics. Trends in plant science, 17(6), 323-325.. Altri biologi, 4 anni prima, avevano affermato che gli alberi stressati dalla grave mancanza di acqua possono emettere suoni che forse sono più che semplici segni passivi di cavitazioneZweifel R & Zeugin F (2008) Ultrasonic acoustic emissions in drought-stressed trees – more than signals from cavitation? New Phytol. 179, 1070–1079.
Il fitoplancton e le piante terrestri hanno una certa percezione della luce. Mancuso e i suoi colleghi hanno dimostrato che nella pianta modello di laboratorio più utilizzata (Arabidopsis), l'apice delle radici è molto sensibile alla luce (un'illuminazione di pochi secondi è sufficiente a causare un'esplosione immediata e forte di specie reattive all'ossigeno (ROS) nella radice), un fenomeno che avrebbe potuto distorcere molte osservazioni e studi sulle radici viventi fatte dalla microscopia confocale alla luceYokawa, K., Kagenishi, T., Kawano, T., Mancuso, S., & Baluška, F. (2011). Illumination of Arabidopsis roots induces immediate burst of ROS production. Plant signaling & behavior, 6(10), 1460-1464..
Ne La rivoluzione delle piante, descrive come le piante hanno trovato e testato soluzioni "brillanti" per centinaia di milioni di anni a vari grandi problemi che l'umanità deve affrontare oggi. Le piante, in parte grazie alla simbiosi con batteri e funghi, hanno inventato una colonizzazione ottimizzata e "sostenibile" dell'ambiente terrestre (fino a cento metri di altezza), quindi gli strati inferiori dell'atmosfera (prima degli uccelli). Hanno inventato il serbatoio di carbonio e la produzione pulita di energia da amido, zuccheri, fibre e biomolecole complesse, tramite fotosintesi clorofilliana, biodegradabilità e una forma di economia circolare. Un suo articolo di teoria delle reti con Guido Caldarelli sulla emissione di composti volatili da parte delle piante risulta fra i primi 10 più letti nella rivista Nature Scientific Reports
Piante e animali Mancuso osserva che le piante avanzate hanno il sistema circolatorio costituito da pochi organi (in particolare organi riproduttivi), ma a differenza degli animali avanzati, hanno recettori diffusi in tutto il loro organismo (mentre gli animali hanno concentrato i loro sensi negli organi specifici come occhi, orecchie, pelle, lingua). I loro organi riproduttivi sono molteplici mentre sono unici negli animali avanzati. Secondo lui, ciò suggerisce che le piante "annusano", "ascoltano", comunicano (tra individui della stessa specie e talvolta con altre specie) e imparano (attraverso una certa forma di memoriavVlkov A.G, carrell H, Adesina T, Markin V.S & Jovanov E (2008) Plant electrical memory. Plant signal Behav 3:490–492, compresa la memoria immunologica del loro sistema immunitarioBaldwin IT & schmelz E.A (1996) Immunological “memory” in the induced accumulation of nicotine in wild Tobacco. ecology 77:236–246) con tutto il loro organismo (cosa che consente loro di resistere meglio agli insetti predatori ed erbivori. Spesso Mancuso presenta come esempio il fagiolo di Lima che quando attaccato dall'acaro erbivoro Tetranychus urticae emette nell'aria un complesso di molecole in grado di attirare il Phytoseiulus persimilis, un acaro carnivoro pronto a divorare le colonie del primo). Mancuso e i suoi colleghi hanno messo in evidenza il ruolo delle auxine che avrebbero una funzione di neurotrasmettitore, simile a quella presente negli animali.