Nuove scoperte: orologi biologici delle piante svelati da esperimenti sul campo in Giappone

RomeRicercatori del John Innes Centre, dell'Università di Kyoto e del The Sainsbury Laboratory di Cambridge hanno condotto esperimenti sul campo per comprendere come funzionano gli orologi interni delle piante in condizioni naturali. Questi studi hanno permesso agli scienziati di scoprire come le piante combinano i segnali dei loro orologi interni con quelli ambientali in risposta ai cambiamenti naturali.

I ricercatori hanno scoperto che le piante possiedono un percorso genetico che le aiuta a evitare danni cellulari causati da condizioni luminose e fredde. Questo percorso è regolato dai loro orologi biologici interni, sincronizzati con il ciclo giorno-notte di 24 ore. Nuovi studi, condotti durante gli equinzi, hanno mirato a comprendere come questo meccanismo funzioni in natura.

Principali evidenze includono:

• Uno studio su una popolazione naturale di piante di Arabidopsis halleri in Giappone rurale ha mostrato variazioni nell'espressione genica nel corso di cicli di 24 ore.
• L'RNA è stato estratto dalle piante ogni due ore e analizzato per monitorare i livelli di espressione genica.
• Apparecchiature personalizzate sono state utilizzate per regolare le temperature attorno alle piante, imitando le condizioni di laboratorio.
• I ricercatori hanno usato filtri verdi per evitare di influenzare le piante con la luce delle loro torce durante le visite notturne.

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Il team di ricerca ha scoperto schemi simili nell'attività genica legata all'orologio biologico e ai segnali ambientali, proprio come negli esperimenti di laboratorio. Ciò indica che i risultati ottenuti in laboratorio valgono anche in contesti reali. Hanno utilizzato questi dati per creare modelli capaci di prevedere l'attività genica in base ai cambiamenti ambientali.

Comprendere come le piante reagiscono ai cambiamenti ambientali è fondamentale. Se riuscissimo a decifrare come i loro orologi interni rispondono a queste variazioni, potremmo sviluppare colture più adatte alle condizioni climatiche future. Utilizzare il modello bayesiano per serie temporali si è rivelato efficace per questo tipo di ricerca. In futuro, questi modelli potrebbero aiutarci a capire come le piante regolano processi come la fotosintesi o l'adattamento a diverse temperature.

Lo studio dimostra l'interconnessione tra biologia e scienze ambientali. Applicando le scoperte di laboratorio a situazioni reali, gli scienziati possono fare previsioni più accurate e trovare soluzioni migliori per l'agricoltura e la gestione dell'ambiente in un contesto di cambiamento climatico. La combinazione tra orologi interni delle piante e segnali ambientali ci aiuta a comprendere come le piante affronteranno i futuri cambiamenti climatici.