Le risposte delle piante a luce e gravità (The responses of plants to light and gravity)

Nell'articolo vengono ripercorse a livello storico le più rilevanti scoperte scientifiche che hanno portato alla decodificazione dei movimenti nelle piante sino all'analisi delle attuali conoscenze genetiche e molecolari che spiegano come questi importanti fenomeni fisiologici possano verificarsi. La dipendenza delle piante dalla luce è un fenomeno di conoscenza comune. Che le piante abbiano bisogno della luce per svolgere la fotosintesi clorofiliana, al fine del proprio ed altrui (uomo incluso) sostentamento, è un processo di fisiologia vegetale noto a tutti. Limitare il significato del binomio luce/pianta al ruolo della luce nel solo processo fotosintetico è però un grave errore. Infatti, le piante oltre ad utilizzare la luce come fonte energetica per la produzione di zuccheri, utilizzano anche la luce come fonte d’informazione del mondo esterno. Pur non disponendo di un apparato visivo nell’accezione più canonica del termine (vale a dire pur non disponendo di occhi) le piante sono, infatti, in grado di percepire la luce esterna e di rispondere adeguatamente all’informazione contenuta in questo stimolo ambientale. Per tanto, pur essendo la luce una singola entità, nelle piante presiede ad un doppia funzione: promuovere la fotosintesi e garantire il corretto sviluppo dell’organismo vegetale. Questi due processi fisiologici utilizzano luce all’incirca dello stesso colore, ma mentre la quantità di luce necessaria alle piante per produrre zuccheri è estremamente elevata, la quantità di luce necessaria per promuovere, per esempio, il fototropismo nelle piante è estremamente bassa. I risultati derivanti da entrambi questi processi sono molto più famigliari dei processi stessi: lo zucchero, l’olio e l’amido sono tutti prodotti dalla fotosintesi; mentre la tipica curvatura in direzione della luce che assume una pianta d’appartamento posta vicino ad una finestra è il risultato del fototropismo. Nel primo caso, la luce è una fonte d’energia che viene assorbita dalla clorofilla, nel secondo la luce porta un’informazione (per esempio di tipo direzionale) che viene recepita da particolari fotorecettori. I fotorecettori sono definibili come quelle biomolecole sensoriali in grado di convertire un segnale luminoso in un segnale biologico. Gli organismi vegetali contengono differenti tipi di fotorecettori, ognuno dei quali è caratterizzato dalla capacità di rispondere a specifiche lunghezze d’onda. Indipendentemente dal tipo di luce a cui rispondono, tutti i fotorecettori condividono però un’architettura molecolare simile: sono, infatti, tutte molecole proteiche in grado di modificare la loro struttura in risposta alla luce. I fotorecettori vegetali ad oggi meglio caratterizzati sono i fitocromi, i criptocromi e le fototropine. I fitocromi insieme ai criptocromi sono primariamente coinvolti nella regolazione dei processi foto morfogenetici, mentre le fototropine sono coinvolte nella regolazione dipendente dalla luce di tutti quei processi che servono ad ottimizzare l’efficienza fotosintetica delle piante e a promuoverne la crescita, tra cui il fototropismo.