Ecco i geni che aiutano le piante ad adattarsi al cambiamento climatico
Grazie ad alcuni esperimenti genetici, un gruppo di ricercatori britannici ha scoperto in che modo le piante controllano il proprio sviluppo mediante la reazione associata al cambiamento delle temperature. Il team di ricerca, finanziato dal Consiglio europeo della ricerca (CER) e dal John Innes Centre, ha studiato i geni della Arabidopsis (arabetta comune) per verificare quali geni regolano le reazioni delle piante alle temperature e come gli stessi possano essere modificati perché le piante resistano all'aumento delle temperature dovuto al cambiamento climatico. La ricerca, pubblicata sulla rivista Cell, ha evidenziato l'esistenza nelle piante di una sorta di "gene termometro" usato dai vegetali per controllare il proprio stato di crescita e di sviluppo. Questa scoperta potrebbe consentire di selezionare per i raccolti proprio le piante che meglio resistono al cambiamento climatico. Sono numerosi i cicli di crescita delle piante che hanno già subito significativamente gli effetti del cambiamento climatico, fenomeno, quest'ultimo, che sta determinando una ridistribuzione delle specie a livello globale e che si teme possa influire sui tempi di crescita e di fioritura tradizionali. Le piante sono estremamente sensibili alla temperatura, poiché è propria questa che determina il ciclo di crescita, quello di fioritura e il ciclo fruttifero. Le piante sono in grado di avvertire una variazione delle temperature di appena 1°C e sono esposte a moltissimi cambiamenti e a numerosi picchi nel corso della stagione. A questo proposito, si pensi all'escursione tra giorno e notte o alle variazioni che subiscono le temperature tra inverno e primavera. Per stabilire quando crescere e quando immagazzinare energia, le piante si basano sulla temperatura dell'ambiente circostante e regolano di conseguenza la propria crescita. Fino ad oggi non si era riusciti a comprendere il meccanismo alla base di questo fenomeno. Ora, un team di ricercatori del John Innes Centre, che appartiene al britannico Biotechnology and Biological Sciences Research Council (BBSRC), sono riusciti a svelare il mistero e a individuare il meccanismo che determina l'abilità delle piante di controllare il proprio ciclo di crescita: le piante dispongono di una sorta di termometro integrato che le aiuta a regolare la crescita. I ricercatori hanno studiato tutti i geni in una specifica varietà di Arabidopsis (appartenente alla famiglia delle crocifere) per scoprire quali geni vengono attivati quando le temperature sono più alte. Gli scienziati hanno poi collegato uno di questi geni a un gene luminescente appartenente a un'altra specie per creare una pianta in grado di emettere luce all'aumento delle temperature. Obiettivo dell'esperimento era verificare quali piante mutanti non fossero più in grado di avvertire le variazioni della temperatura. Lo studio ha rilevato che un esemplare mutante aveva perso la capacità di avvertire la temperatura corretta, pertanto emetteva luce anche a temperature rigide. "Osservare queste piante è stata un'esperienza straordinaria", ha affermato il dott. Vinod Kumar, tra gli scienziati del team di ricerca. "Crescevano come fossero in condizioni climatiche caratterizzate da temperature elevate anche quando abbassavamo la temperatura in modo repentino". Il difetto presente in questo esemplare mutante gli permette di modificare l'attività di un istone. Gli istoni sono le proteine strutturali dei cromosomi che si legano al DNA, contribuiscono a dare forma ai cromosomi stessi e sono coinvolti nel controllo dei geni una volta che questi sono attivati. Quando gli istoni non sono più integrati nel DNA della pianta, quest'ultima esprime tutti i geni come farebbe se le temperature fossero alte, a prescindere dal fatto che lo siano realmente. Proprio questa peculiarità ha dimostrato che gli istoni sono i principali "regolatori" della temperatura nelle piante. La variante dell'istone controlla un gene che aiuta le varie specie ad adattarsi al cambiamento climatico accelerando il ciclo di fioritura. I risultati della ricerca aiuteranno gli scienziati a prevedere in che modo le varie specie si adegueranno e risponderanno al progressivo cambiamento climatico. "Potremo forse utilizzare questi geni per fare in modo che le piante da raccolto abbiano una sensibilità diversa alle temperature", ha affermato il dottor Wigge. "Se riusciremo a farlo, saremo in grado di destinare al raccolto le piante che dimostrano una maggiore resistenza al cambiamento climatico".
Paesi
Regno Unito