Vi siete mai chiesti come fa una pianta a sapere di aprire le gemme al mattino e a svolgere altri compiti dipendenti dal tempo? Una nuova ricerca suggerisce che la risposta è la segnalazione proteica.
Le persone moderne tendono a pensare agli orologi interni come a una caratteristica degli esseri umani e degli altri mammiferi. Dopo tutto, le piante non possono coricarsi per dormire o fare altre cose che noi associamo al ritmo circadiano. Tuttavia, il ritmo circadiano delle piante è uno degli argomenti più antichi studiati in biologia. Centinaia di anni fa i ricercatori si chiedevano come facesse un fiore ad aprire i petali alla luce del sole e ad aprire gli stomi di notte in una giornata calda. I ricercatori di cronobiologia potrebbero aver appena trovato la risposta.
Segnalazione proteica: Un ingranaggio negli orologi interni delle piante
Per le piante è molto importante essere sincronizzate con l’ambiente. Le piante devono chiudere e aprire gli stomi, o piccoli fori nelle loro cellule per consentire lo scambio di gas, nei momenti in cui sono metabolicamente più attive e non perdono molti liquidi. Devono anche aprire le foglie e i fiori quando sono più esposti al sole. Le piante non possono spostarsi da sole in un terreno più favorevole, quindi la loro vita dipende dalla capacità di adattarsi al luogo in cui sono piantate.
Il segreto degli orologi interni delle piante sembra essere una proteina chiamata Zeitlupe. La Zeitlupe contiene alcuni aminoacidi che creano legami chimici a diversi livelli di luce solare. La quantità di attività di questi aminoacidi agisce come una sorta di segnalazione proteica e aumenta quando i livelli di luce iniziano a diminuire, ad esempio quando il giorno inizia a diventare sera. Un’altra proteina, chiamata FKF-1, sembra essere l’opposto di Zeitlupe. Diventa più attiva durante la luce del giorno e sembra avere un ruolo nella misurazione delle stagioni.
Questa può sembrare una piccola scoperta, ma presto potrebbe permetterci di modificare le piante in modo che possano essere coltivate in aree in cui non crescono naturalmente, diventare più resistenti alla siccità e cambiare in altro modo per favorire una maggiore produttività agricola. Se riusciamo a modificare la segnalazione proteica nelle cellule di una pianta, potremmo essere in grado di controllarla in modi vantaggiosi sia per l’uomo che per le piante.
La botanica e il ritmo circadiano
Dipendiamo dal mondo botanico più di quanto spesso ci rendiamo conto: abbiamo bisogno delle piante per il cibo, il riparo e persino l’ossigeno che respiriamo. Alcuni dei primi esperimenti sono stati effettuati sulle piante. Questo è particolarmente vero nel campo della cronobiologia, che ha avuto inizio quando Jean Jacques d’Ortous de Mairan ha registrato i movimenti delle foglie di mimosa ed è stato finalmente in grado di dimostrare che esse seguono un ritmo circadiano. Questo fu solo l’inizio. Carl Linnaeus scoprì che i fiori si aprono e si chiudono ritmicamente in base all’ora del giorno anche quando sono collocati in una stanza buia. La segnalazione delle proteine potrebbe fornire le risposte ad alcune di queste antiche domande. Tuttavia, c’è ancora molto da sapere.
Migliorare la vita attraverso la cronobiologia
Vengono continuamente fatte nuove scoperte sul ritmo circadiano. Queste hanno la capacità di curare le malattie e di aiutare gli esseri umani a condurre una vita più felice e sana. Tuttavia, le scoperte sul ritmo circadiano delle piante possono interessare un numero ancora maggiore di persone. In un mondo che soffre di siccità e spesso è a corto di cibo, un’agricoltura più efficiente potrebbe aiutare milioni di persone a vivere più a lungo e in salute.
Come fa un fiore a sapere quando aprirsi? Anche se la risposta non è semplice, abbiamo una risposta a questa antica domanda. Nuove scoperte vengono fatte costantemente, grazie allo sviluppo di nuove tecnologie per lo studio della scienza e di nuove domande a cui rispondere.
