Ecco come i girasoli vedono il sole

 

 

Gli scienziati hanno indagato i meccanismi che portano queste piante a girarsi verso la luce, confrontando il loro comportamento e la loro espressione genica quando piantati all’aperto oppure in laboratorio.

 

 

I girasoli notoriamente si muovono per seguire il sole mentre attraversa il cielo. Ma come fanno i girasoli a “vedere” il sole per seguirlo?

Un nuovo lavoro dei biologi vegetali dell’Università della California, Davis, pubblicato il 31 ottobre su PLOS Biology, mostra che usano un meccanismo diverso e nuovo da quello che si pensava in precedenza.

“Questa è stata una sorpresa totale per noi”, ha detto Stacey Harmer, professore di biologia vegetale alla UC Davis e autore senior dell’articolo.

La maggior parte delle piante mostra fototropismo, ossia la capacità di crescere verso una fonte di luce. Gli scienziati avevano ipotizzato che l’eliotropismo dei girasoli, la capacità di seguire il sole, si sarebbe basato sullo stesso meccanismo di base, che è governato da una molecola chiamata fototropina e risponde alla luce all’estremità blu dello spettro.

I girasoli fanno oscillare la testa un po’ di più sul lato est dello stelo – spingendo la testa verso ovest – durante il giorno e un po’ di più sul lato ovest di notte, in modo che la testa torni a oscillare verso est.

Il laboratorio di Harmer presso l’UC Davis College of Biological Sciences ha precedentemente dimostrato come i girasoli utilizzino il loro orologio circadiano interno per anticipare l’alba e per coordinare l’apertura dei fiori con la comparsa degli insetti impollinatori al mattino.

Nel nuovo studio, il dottorando Christopher Brooks, il ricercatore post-dottorato Hagatop Atamian e Harmer hanno esaminato quali geni sono stati attivati (trascritti) nei girasoli coltivati al chiuso in camere di crescita in laboratorio e nei girasoli che crescono alla luce del sole all’aperto.

All’interno, i girasoli crescevano dritti verso la luce, attivando i geni associati alla fototropina. Ma le piante coltivate all’aperto, facendo oscillare la testa con il sole, hanno mostrato un modello completamente diverso di espressione genica. Non c’era alcuna differenza apparente nella fototropina tra un lato e l’altro dello stelo.

I ricercatori non hanno ancora identificato i geni coinvolti nell’eliotropismo.

“Sembra che abbiamo escluso il percorso della fototropina, ma non abbiamo trovato una chiara pistola fumante”, ha detto Harmer.

Il blocco della luce blu, ultravioletta, rossa o rossa lontana con le scatole ombreggianti non ha avuto alcun effetto sulla risposta all’eliotropismo.

Ciò dimostra che probabilmente ci sono più percorsi, che rispondono a diverse lunghezze d’onda della luce, per raggiungere lo stesso obiettivo. Il prossimo lavoro esaminerà la regolazione delle proteine nelle piante.

I girasoli imparano in fretta. Quando le piante coltivate in laboratorio sono state spostate all’aperto, hanno iniziato a seguire il sole il primo giorno, ha detto Harmer.

Questo comportamento è stato accompagnato da un’esplosione di espressione genica sul lato ombreggiato della pianta che non si è ripetuta nei giorni successivi. Ciò suggerisce che è in corso una sorta di “ricablaggio”, ha detto.

Oltre a rivelare percorsi precedentemente sconosciuti per il rilevamento della luce e la crescita nelle piante, la scoperta ha un’ampia rilevanza, ha detto Harmer.

“Le cose che si definiscono in un ambiente controllato come una camera di crescita potrebbero non funzionare nel mondo reale”, ha detto.