Vi siete mai chiesti come le piccole piante raggiungono la luce quando sono circondate da piante più grandi? Ricercatori nei Paesi Bassi e Germania affermano che le piante affrontano questo problema adattandosi mediante un rapido allungamento dei germogli e delle foglie verso il Sole. Il loro studio, presentato nella rivista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), dimostra sia il processo di adattamento che quello di crescita di queste piante. Ricercatori dall’Università di Utrecht nei Paesi Bassi e dalla Ruhr-Universitaet-Bochum (RUB) in Germania hanno detto che finora non si possedevano informazioni sulla base molecolare della “sindrome da ombreggiamento”. Il loro lavoro li ha portati a scoprire un modello di regolazione, in cui una specifica proteina di trasporto (PIN3) permette all’auxina, un ormone della pianta, di accumularsi. Fornendo uno stimolo al processo di crescita, l’auxina è un elemento fondamentale del processo di adattamento negli strati cellulari esterni delle piante.
Poiché le piante più piccole corrono un rischio maggiore di essere ombreggiate dai loro vicini più grandi, esse possiedono vari meccanismi che le aiutano ad adattarsi, permettendo loro di rendersi conto dei vicini in concorrenza per poter migliorare il proprio vantaggio competitivo. Questo comportamento consente alle piante più piccole una reazione maggiormente flessibile, ha detto il team, aggiungendo che la continua percezione dell’intensità e della qualità della luce è fondamentale per il funzionamento di questo processo.
Stephan Pollmann, professore alla RUB, ha sottolineato che la clorofilla, il pigmento fotosintetico nelle foglie, assorbe quasi tutte le gradazioni di blu e rosso lontano, permettendo solo alla luce rossa scura di passare attraverso le foglie. Secondo lui, vi è un considerevole cambiamento nella proporzione tra rosso e rosso lontano se il fogliame ombreggia la pianta. Quando i recettori della luce di una pianta registrano questo cambiamento, avviano molti meccanismi di adattamento nel loro processo di sviluppo e crescita. Questa è detta “sindrome da ombreggiamento”. Il risultato è che le piante ottengono una migliore crescita dei germogli e un movimento verso l’alto delle foglie (risposta iponastica). I ricercatori hanno detto che le piante vascolari generano tutta una serie di molecole di segnalazione diverse, conosciute come fitormoni, che regolano i processi di crescita e differenziazione. Il professor Pollmann ha sottolineato che già si sapeva che l’effetto dell’auxina si basa su un’interazione di formazione dell’auxina, trasporto e trasduzione del segnale. Una bassa proporzione tra rosso e rosso lontano influisce su questi processi. La grande domanda era: come funziona? Il dott. Ronald Pierik all’Università di Utrecht e i suoi colleghi hanno scoperto che la crescita dei germogli, quando il rapporto tra rosso e rosso lontano è basso, è soggetta a un meccanismo di percezione dell’auxina intatto ed è dipendente dall’accumulazione dell’auxina nel germoglio. Secondo i ricercatori, la PIN-FORMED 3 (PIN3), la proteina di trasporto dell’auxina, è la principale responsabile di questo accumulo. Quando il rapporto tra rosso e rosso lontano è basso, la PIN3 si forma molto meglio. I ricercatori hanno notato che essa si accumula principalmente nelle pareti cellulari laterali dell’endoderma. Questa distribuzione di PIN3 innesca un flusso di auxine verso gli strati cellulari epidermici, portando così alla crescita degli allungamenti dei germogli.
Il professor Pollmann e il suo team hanno usato la spettrometria di massa avanzata per quantificare e confrontare il contenuto di auxina in campioni selvatici e in mutanti di PIN3 creati geneticamente che non sono in grado di generare la proteina di trasporto. Essi hanno scoperto che la sindrome da ombreggiamento era assente nelle piante geneticamente modificate prive di PIN3. “Risulta allora possibile dedurre il ruolo importante dell’accumulo di auxina controllato dalla PIN3 durante la reazione per evitare l’ombreggiamento,” ha detto il professor Pollman. Per maggiori informazioni, visitare: Università di Utrecht: http://www.uu.nl/Nl/Pages/default.aspx Ruhr-Universitaet-Bochum (RUB): http://www.ruhr-uni-bochum.de/ PNAS: http://www.pnas.org/
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