Come i girasoli seguono il sole giorno dopo giorno | Scienze

Ogni giorno i girasoli si svegliano e si muovono verso il sole, seguendo il loro percorso da est a ovest, come le lancette di un orologio. Questo fenomeno è chiamato “eliotropismo”, ed è un insieme di movimenti attraverso i quali le piante dirigono le foglie e i fiori verso la luce solare. Finora gli scienziati avevano attribuito questa capacità a un fotorecettore chiamato fototropismo, ma… Un nuovo studio pubblicato martedì in PLoSbiologia Ho scoperto che sono necessari più tipi di risposte ottiche…

Ogni giorno i girasoli si svegliano e si muovono verso il sole, seguendo il loro percorso da est a ovest, come le lancette di un orologio. Questo fenomeno è chiamato “eliotropismo”, ed è un insieme di movimenti attraverso i quali le piante dirigono le foglie e i fiori verso la luce solare. Finora gli scienziati avevano attribuito questa capacità a un fotorecettore chiamato fototropismo, ma… Un nuovo studio pubblicato martedì in PLoSbiologia Ho scoperto che affinché i girasoli possano ballare sono necessari diversi tipi di risposte fotosintetiche. I ricercatori dell’Università della California approfondiscono il comportamento di queste piante e ribaltano le ipotesi precedenti sulla loro dipendenza dalla luce.

È stato scoperto dalla biologa vegetale Stacey Harmer e dal suo team Nel 2016 Le giovani piante di girasole seguono la luce del sole grazie a schemi diversi man mano che lo stelo cresce. Nell’esperimento hanno osservato che le piante coltivate in laboratorio crescevano simmetricamente e che la maggior parte del loro sviluppo avveniva di notte. Al contrario, i fiori esposti alla luce naturale crescevano durante il giorno sul lato orientale dello stelo, iniziando la giornata inclinandosi in quella posizione e piegandosi verso ovest con il passare delle ore. Al calare della notte, il lato orientale smise di crescere e crebbe sul lato occidentale del fusto, finendo per dirigersi nuovamente verso est poco prima dell’alba.

Gli stessi scienziati hanno ora riflettuto su come queste piante percepiscono la luce solare e su quali percorsi molecolari generano i loro modelli di crescita. Harmer afferma che i loro risultati “sorprendenti” suggeriscono che la danza del girasole è più complessa nel mondo reale di quanto è stato studiato in laboratorio. Per la ricerca, hanno osservato quali geni erano attivati ​​nei girasoli coltivati ​​indoor e quali geni erano attivati ​​in quelli coltivati ​​naturalmente. All’interno, crescevano direttamente verso la luce artificiale, il che portava all’attivazione dei geni legati alla fototropina. Con sorpresa dei ricercatori, quelli coltivati ​​all’aperto non hanno mostrato differenze significative nella risposta al movimento del sole. Ma hanno identificato altri sistemi di ricezione della luce in queste piante, incluso un sistema di evitamento della luce rossa, generato in ombra, che si attiva sul lato occidentale dello stelo del girasole nelle prime ore della giornata, quando il sole è più alto nel cielo. .

Considerati questi comportamenti, i ricercatori hanno concluso che esistono più percorsi che rispondono a diverse lunghezze d’onda della luce per raggiungere lo stesso obiettivo, ma non sono stati in grado di identificare i geni coinvolti nell’eliotropismo. “La comprensione dei percorsi molecolari coinvolti nell’inseguimento solare fornirà strumenti per aiutare i coltivatori a produrre piante che mantengano questa capacità”, spiega lo scienziato.

Una delle cose che ha sorpreso gli autori di questo nuovo studio è la velocità con cui queste piante imparano. Quando i girasoli coltivati ​​in laboratorio venivano spostati all’aperto, “iniziavano a seguire il sole fin dal primo giorno”, suggerendo, ha detto Harmer, che le piante da laboratorio avevano subito una sorta di “ricablaggio” e che quelle a cui era permesso seguire il sole stavano crescendo. normalmente, migliori di quelli che crescono. Che non è.

Perché i girasoli antichi perdono questa capacità?

La capacità dei girasoli di seguire il sole è limitata a quelli giovani. Una volta raggiunta la maturità, la loro danza si ferma. Non girano più per il resto della loro vita Fissano l’ovest indefinitamente finché non muoiono. Per comprendere questo comportamento, la biologa vegetale e i suoi colleghi, in uno studio precedente, hanno immobilizzato gli steli delle giovani piante per evitare che si muovessero dopo il sole. Altri venivano posti in vasi rivolti a est, in modo che al sorgere del sole si ritrovassero con le spalle alla stella. Altri sono stati esposti a un’intensa luce blu, che ha cambiato i cicli diurni e notturni, passando a 30 ore invece di 24 nella camera di crescita.

Di conseguenza, hanno scoperto che seguire il sole era benefico per la loro crescita. I girasoli manipolati hanno perso fino al 10% della loro biomassa La dimensione delle foglie era chiaramente ridotta rispetto ai fiori non trattati. Hanno anche scoperto che coloro che avevano il LED blu sempre acceso continuavano a spostarsi da est a ovest per diversi giorni. Coloro a cui veniva fatto credere che il loro orario di lavoro fosse di 30 ore al giorno, finirono per avere un turno irregolare. Ciò è dovuto all’orologio biologico, l’orologio interno del girasole, Determina quando e quanto ruotare. Pertanto, sfruttano al massimo la luce solare, vitale per la fotosintesi, promuovendo al contempo la produzione dell’ormone della crescita.

Tuttavia, invecchiare ha anche i suoi vantaggi. Quando smettono di crescere smettono di danzare alla ricerca del sole, ma cominciano a emettere ulteriore calore, rendendoli più attraenti per gli insetti impollinatori e questa impollinazione a sua volta permetterà ai vecchi girasoli di riprodursi.

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