Come fanno i semi a sapere quando è tempo di germinare? Gli scienziati lo hanno appena scoperto

I semi possono 'dormire' nel suolo anche per secoli, finché non si verificano condizioni ambientali favorevoli alla loro germinazione e alla crescita sana della pianta. Uno studio ha indagato il meccanismo che c'è dietro l'attivazione (o il blocco) della crescita delle piante a partire dal seme

@ hxdbzxy/123rf.com

I semi di alcune specie di piante possono rimanere in uno stato ‘dormiente’ per oltre mille anni, se mancano le condizioni che possono portare alla germinazione (per esempio, se c’è scarsezza di acqua). Questo protegge l’embrione della pianta all’interno del seme da condizioni ambientali che potrebbero risultare sfavorevoli alla sua crescita e alla sua sopravvivenza. Tuttavia, il meccanismo con cui il seme percepisce la presenza dell’acqua e di altre condizioni ambientali favorevoli e ripristini la propria attività cellulare è rimasto un mistero – almeno fino ad ora.

Un nuovo studio condotto dai ricercatori della Stanford University, infatti, ha scoperto il ruolo fondamentale di una proteina nel bloccare la germinazione dei semi se le condizioni idrologiche del terreno non sono ideali e permettendo invece la nascita della pianta se ci sono sufficienti chance di sopravvivenza. I risultati raccolti dallo studio hanno importanti implicazioni per comprendere il comportamento delle piante in un mondo sempre più caldo e arido a causa dei cambiamenti climatici, e per immaginare colture resistenti alla siccità che possano sopravvivere malgrado il riscaldamento globale e aiutare a contrastare la piaga della fame nel mondo.

Infatti, malgrado l’apparente robustezza di alcuni semi, le piante sono le specie più vulnerabili nelle prime fasi della loro vita, e la germinazione deve avvenire al momento giusto per assicurare le maggiori possibilità di sopravvivenza possibili: una volta iniziato il processo, la pianta non può tornare indietro al suo stadio ‘dormiente’ se vengono a mancare le condizioni per la sopravvivenza e inevitabilmente muore. I ricercatori hanno chiamato la proteina appena scoperta FLOE1: questa proteina, fondamentale per la vita delle piante, funziona grazie ad un fenomeno biofisico che permette alle cellule di categorizzare dinamicamente le biomolecole in gruppi privi di membrana, anziché rinchiuderle in un organello cellulare circondato da una membrana.

Si pensi all’organello come ad un ufficio dove le componenti della cellula svolgono diversi compiti – spiega Sue Rhee, fra gli autori dello studio. – Invece, questi raggruppamenti privi di membrana sono più simili a una manifestazione sportiva di gruppo o una maratona, dove le diverse proteine possono collaborare per completare un compito e poi sparpagliarsi quando il compito è finito. Abbiamo potuto osservare l’abilità della proteina FLOE1 di avviare velocemente questo processo di raggruppamento temporaneo, cruciale per la funzionalità del seme.

Quando un seme ‘dormiente’ percepisce umidità attorno a sé, la proteina FLOE1 raduna immediatamente le cellule per ‘testare le acque’ e determinare se effettivamente ci sono le condizioni per riattivare il seme e dare avvio al processo di crescita. Visto che questo tipo di aggregazione è temporaneo e reversibile, può fungere da segnale di repentina attivazione o blocco del processo di germinazione, che può fermarsi qualora le condizioni ambientali non siano effettivamente favorevoli come in un primo momento era sembrato.

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Fonte: Carnegie Science

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