giovedì 1 settembre 2016

“L’orologio circadiano” che il girasole segue giorno e notte!


Il girasole segue la direzione apparente del Sole durante il giorno grazie all'azione di un orologio circadiano che, in funzione della direzione della luce, fa sì che di giorno lo stelo cresca da una parte più che dall'altra e viceversa durante la notte. 
Lo ha scoperto una nuova ricerca basata su coltivazioni sperimentali all'aperto e al chiuso e sull'analisi delle riprese video dello sviluppo della pianta

 

Come fanno i girasoli a seguire il movimento del Sole? Il segreto è nel loro orologio circadiano, su cui si basa la secrezione degli ormoni che regolano la crescita dello stelo.
 Lo ha stabilito una nuova ricerca condotta da Stacey Harmer dell'Università della California a Davis e colleghi che firmano un articolo sulla rivista “Science”.

 Harmer studia da anni gli orologi circadiani delle piante, cioè l'insieme dei meccanismi che consentono ad alcuni processi fisiologici di mantenere una ciclicità di 24 ore. 
Nel caso di Arabidopsis, per esempio, uno dei modelli vegetali più studiati nei laboratori di biologia, il ricercatore ha scoperto il legame tra alcuni geni denominati “clock” e l'ormone vegetale auxina, che regola la crescita della pianta. 
 Un altro caso interessante in cui si vede all'opera un orologio circadiano vegetale è quello del girasole.
 All'alba, il fiore ha la corolla rivolta verso est, e durante la giornata la ruota verso ovest, seguendo il movimento apparente del Sole nel cielo. 
Durante la notte, la corolla ritorna nella posizione di partenza.


Questo comportamento del girasole è stato descritto scientificamente fin dal 1898, ma nessuno prima d’ora l’aveva associato ai ritmi circadiani. 
“La pianta anticipa il tempo e la direzione dell’alba: è quanto basta per ipotizzare che esista una connessione tra l’orologio e il meccanismo di crescita”, ha spiegato Harmer. 
 Il ricercatore ha condotto una serie di esperimenti su girasoli coltivati sia all’aperto sia al chiuso. 
Dai test è emerso che le piante fissate a un supporto in modo da impedirne il movimento, o che venivano girate dai ricercatori sul lato sbagliato, perdevano in breve tempo la capacità di seguire il Sole. 
 Quelle che invece venivano fatte crescere all’interno di un laboratorio in presenza di una grande lampada fissa continuavano per alcuni giorni a compiere il movimento est-ovest durate il giorno e ovest-est durante la notte, per poi smettere. 
Se però la lampada veniva mossa all’interno del laboratorio con un ciclo di 24 ore, le piante ritornavano al loro movimento originario, ma non quando il ciclo era di 30 ore. 

 Tutti questi comportamenti, secondo i ricercatori, sono la conferma dell’esistenza di un meccanismo governato da un orologio interno circadiano. 
 Ma in che modo crescono gli steli dei girasoli? Per comprenderlo, gli autori hanno iniettato alcune goccioline di inchiostro alla base degli steli stessi e ne hanno tracciato poi il movimento con una telecamera.
 Le immagini accelerate hanno mostrato che quando le piante seguono il Sole, il lato est del gambo cresce più rapidamente di quello rivolto verso ovest. 
Di notte invece a crescere più rapidamente è il lato ovest.

 A controllare questa crescita differenziata è un gruppo di geni, identificati durante lo studio, che sono espressi maggiormente nella parte della pianta esposta verso il Sole durante il giorno o sul lato opposto durante la notte.

 In definitiva, Harmer e colleghi hanno concluso che nel girasole agiscono due meccanismi di crescita. Il primo determina un tasso fisso di crescita della pianta, basato sulla disponibilità di luce. 
Il secondo, controllato dall’orologio circadiano e influenzato dalla direzione della luce, fa sì che lo stelo cresca da una parte più che dall’altra, determinando la rotazione tipica del fiore.

 Fonte: lescienze.it
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