La maggior parte degli organismi viventi (microrganismi, piante e animali) hanno la capacità di determinare la fonte di luce, anche in assenza di un dispositivo di visione simile all’occhio, ha affermato giovedì l’Università di Losanna (UNIL). ) in un comunicato stampa.

Ciò è particolarmente importante per le piante che sfruttano la direzione della luce per ottimizzare la posizione dei loro organi, un fenomeno noto come fototropismo. Ciò consente loro di catturare meglio la luce solare che poi convertono in energia chimica attraverso la fotosintesi.

Puzzle scientifico

Sebbene il fotorecettore che avvia il fototropismo sia noto da molto tempo, le proprietà ottiche dei tessuti vegetali sensibili alla luce sono rimaste finora un mistero.

UN Studio interdisciplinare La combinazione dei team di Christian Fankhauser, direttore del Centro di genomica integrativa dell’UNIL, e Andreas Schuller, direttore del gruppo di nanotecnologie per la conversione dell’energia solare presso l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) e del Centro di microscopia elettronica dell’UNIL, ci permette di vedere le cose in modo più chiaro.

Trasparenza interessante

“Tutto è iniziato osservando un mutante della specie modello Arabidopsis thaliana, il crescione femminile, il cui gambo era sorprendentemente trasparente”, ricorda Christian Fankhauser, che ha guidato questo lavoro.

Il biologo ha quindi deciso di avvalersi delle competenze del suo collega ingegnere, Andreas Schuler, per studiare ulteriormente le proprietà ottiche di due tipi di esemplari: mutanti e selvatici.

“Abbiamo scoperto che l’effetto lattiginoso osservato nelle piante selvatiche era in realtà dovuto alla presenza di aria nei canali intercellulari presenti in diversi tessuti vegetali, soprattutto a livello di una parte dello stelo chiamata ipocotilo. Negli esemplari mutanti, l’aria viene sostituita da un fluido acquoso, conferendo loro un aspetto trasparente.” , secondo il ricercatore nel comunicato stampa.

Come un arcobaleno

Questi canali pieni d’aria permettono all’organo fotosensibile di creare un gradiente luminoso che può essere “letto” dalla pianta. È quindi possibile determinare l’origine della sorgente luminosa. Questo fenomeno è dovuto alla differenza nelle proprietà ottiche dell’aria e dell’acqua, che costituiscono la maggior parte dei tessuti viventi.

Più precisamente, l’aria e l’acqua hanno indici di rifrazione ben distinti. Ciò si traduce in una dispersione della luce quando passa attraverso l’ipocotilo della piantina. “Abbiamo tutti notato questo fenomeno mentre ammiravamo un arcobaleno”, conferma Martina Legris, ricercatrice post-dottorato nel gruppo del professor Fankhauser e coautrice dello studio.

Questo studio ha anche aiutato a comprendere meglio la formazione di canali pieni d’aria tra le cellule, le cui funzioni nelle piante, così come la formazione dei gradienti di luce, possono essere molto diverse.

ats/ami