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Cercando la luce: ecco come si muovono le piante

Scritto da Giulia Chiarenza il 19.04.2012





Arabidopsis thaliana

Uno studio si è chiesto come facciano le piante a spostarsi per cercare il sole se si trovano in posti ombreggiati. I risultati potranno essere utili per migliorare la produttività agricola e lo sfruttamento del terreno.

Nonostante l’apparente docilità, le piante sono altamente competitive, specialmente quando si tratta di godere della porzione di luce che spetta loro. Che si parli di una foresta o di un terreno agricolo, laddove crescono piante viene ingaggiata una vera battaglia per i raggi solari.


La prima arma alla quale una pianta ricorre in questo singolare conflitto è l’abilità di crescere rivolta verso il sole, ottenendo così la luce che le necessita. Gli scienziati del Salk Institute for Biological Studies hanno determinato con precisione come le foglie diano indicazioni agli steli sul modo in cui crescere quando si trovano in una zona ombreggiata.

In uno studio pubblicato lo scorso 15 Aprile sulla rivista Genes and Development, ricercatori hanno reso noto che una proteina conosciuta come PIF7 funge da messaggero tra le cellule della pianta sensibili alla luce e la produzione di auxina, l’ormone che stimola la crescita del gambo.

“Sapevamo che le foglie erano sensibili alla luce e che l’auxina regolasse la crescita, ma non avevamo idea del legame tra questi due fondamentali sistemi” sostiene la professoressa Joanne Chory direttrice del Salk’s Plant Biology Laboratory e ricercatrice del Howard Hughes Medical Institute. “Adesso abbiamo gli strumenti per sviluppare colture che ottimizzino la qualità del terreno e producano quindi più cibo o materie prime per biocarburanti e prodotti chimici.”



Le piante raccolgono informazioni sulla loro condizione di luce attraverso molecole fotosensibili che si trovano nelle loro foglie. Questi sensori sono in grado di determinare se una pianta sia in una posizione che gode di piena luce o si trovi invece all’ombra di altre piante basandosi sulla lunghezza d’onda di luce rossa che colpisce le foglie.

Se una pianta che richiede il sole si trova in penombra, i sensori comunicheranno alle cellule situate nello stelo di allungarsi, permettendo così alla pianta di avvicinarsi ai raggi solari.

Quando una pianta rimane per un lungo periodo all’ombra, rischia di fiorire prematuramente e produrre pochi semi che, in un ultimo tentativo, spera di fare approdare in terre più soleggiate. In agricoltura questa reazione atta ad evitare l’ombra risulta in una perdita della resa agricola, poiché le piante vengono coltivate in maniera troppo ravvicinata negandosi quindi la luce.

Gli scienziati sapevano  che un pigmento trovato in foglie di piante di crescione di thale, il B fitocromo (PHYB) è eccitato da entrambe le lunghezze d’onda rosse di luce che guidano la fotosintesi. Ma nessuno era a conoscenza di un legame diretto tra la risposta alla luce e l’ormone deputato alla crescita all’ombra.
Nel loro studio, Chory e i suoi colleghi, tra cui Joseph R. Ecker, docente presso il laboratorio Salk, sono ricorsi ad analisi biochimiche e genomiche per identificare PIF7, e dimostrare  il collegamento chiave tra i sensori di luce e la produzione di auxina.

“Sapevamo già che l’auxina viene prodotta nelle foglie e che viaggiando lungo lo stelo ne stimola la crescita”, sostiene Chory. ”Ora sappiamo come l’ombra stimoli le foglie per la produzione di auxina, e che si tratta di un meccanismo molto semplice per controllare una funzione fondamentale”.
Chory aggiunge che i risultati potrebbero aprire nuove strade per lo sviluppo di colture di staminali più adatte alle strutture dei campi e meno inclini alla sindrome che le porta a sottrarsi all’ombra. Se efficaci, tali colture avrebbero rendimenti più elevati di alimenti e biocarburanti rispetto a quelle esistenti.




 


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