La crescita elicoidale delle piante aiuta radici e liane a risolvere problemi meccanici nel terreno. Un gruppo multidisciplinare guidato da Ram Dixit alla Washington University in St. Louis, con contributi di Natasha Nolan e dell'ingegnere Guy Genin, ha studiato come strati cellulari diversi influenzino la torsione. Lo studio, pubblicato su Nature Communications, nasce dal Center for Engineering Mechanobiology, un consorzio che unisce biologi, ingegneri e fisici.
Gli esperimenti hanno usato l'espressione della versione wild-type di un gene in strati specifici della radice. Quando il gene era espresso solo negli strati interni, la torsione persisteva; invece, esprimerlo soltanto nell'epidermide esterna raddrizzava la crescita della radice. I dati mostrano che l'epidermide non è una pelle passiva ma un coordinatore meccanico della crescita dell'intero organo.
Il laboratorio di Charles Anderson ha misurato cambiamenti nell'orientamento delle microfibrille di cellulosa nelle radici mutate; con quei dati, Guy Genin ha costruito un modello al computer. Il modello paragona gli strati concentrici agli anelli di un tronco e indica che una deviazione nell'epidermide può generare circa un terzo della torsione totale e che raddrizzare l'epidermide raddrizza l'intera radice.
Gli autori suggeriscono che questi risultati forniscono bersagli e un quadro meccanico per ingegnerizzare l'architettura radicale, utile in un contesto di cambiamento climatico che rende i terreni più aridi e rocciosi. Lo studio è stato finanziato dal Center for Engineering Mechanobiology (NSF) e dal National Institute of General Medical Sciences (NIH); fonte: Washington University in St. Louis.
Parole difficili
- elicoidale — che cresce o si avvolge a forma di spirale
- torsione — rotazione di una parte attorno al suo asse
- epidermide — strato esterno delle radici che regola forza
- microfibrilla — sotile fibra di cellulosa nella parete cellularemicrofibrille
- strato — livello di tessuto o materiale sovrapposto ad altristrati
- ingegnerizzare — modificare o progettare biologicamente per ottenere caratteristiche desiderate
- consorzio — gruppo di istituzioni che collaborano per uno scopo comune
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Domande di discussione
- In che modo la possibilità di ingegnerizzare l'architettura radicale potrebbe aiutare l'agricoltura in aree aride? Motiva la risposta.
- Quali vantaggi e quali rischi vedi nel modificare l'epidermide delle radici per ottenere una crescita diversa?
- Perché uno studio multidisciplinare (biologi, ingegneri, fisici) è importante per questo tipo di ricerca?
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