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Home Terra Ambiente

Come i “muscoli” delle piante ripiegano velocemente una foglia di mimosa

by Abramo Iannetta
4 February 2023
in Ambiente
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Le celle appositamente sagomate funzionano come motori per chiudere le foglioline di mimosa come un libro


Una foto di una piccola mano che si protende con un dito indice per toccare la lunga foglia verde di una pianta vicino al suolo.

La versione dei muscoli di una pianta fa il sollevamento e la spinta che chiude a Mimosa pudica foglia della pianta come un libro quando viene toccata, forse come difesa contro il pericolo. Ora gli scienziati stanno osservando come i dettagli strutturali delle cellule muscolari migliorino le capacità di piegatura della pianta.


Chiamali motori di impianto. O i muscoli delle piante. Piccoli rigonfiamenti di cellule specializzate in una pianta di mimosa possono ripiegare insieme i suoi volantini piumati in pochi secondi, quindi rilassarsi e farlo di nuovo.

Un nuovo sguardo a questi rigonfiamenti sul Mimosa pudica pianta ha rivelato maggiori dettagli su come una foglia gestisce la sua piegatura insolitamente veloce, afferma il biomeccanico David Sleboda dell’Università della California, Irvine. “Penso che questi particolari organi siano davvero fantastici perché il loro movimento è reversibile”, dice. “[W]Quando le persone vedono il movimento delle piante che è reversibile, sembra molto più simile al movimento degli animali.

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Gli scienziati hanno già elaborato il chimica di base che guida un piccolo motore mimosao pulvinus, lui e colleghi scrivono in un documento previsto per il 6 febbraio Biologia attuale. Quando uno zoccolo di cervo o qualcos’altro di spaventoso spinge una foglia, il potassio e alcuni altri ioni si spostano da una parte di un pulvinus verso un’altra. L’acqua segue lo swoosh degli ioni. Le cellule che perdono acqua si sgonfiano e si incurvano mentre quelle dall’altra parte si gonfiano. Distorsioni in molteplici pulvini fanno piegare le metà di una foglia piumata l’una verso l’altra, come una mano invisibile che chiude dolcemente un libro.

Un disegno in vista laterale di una foglia di mimosa piegata.
Un disegno in vista laterale di una foglia di mimosa piegata mostra le strutture muscolose di pulvinus (arancione) in cui la chimica crea microsurge temporanee d’acqua che fanno gonfiare alcune cellule mentre altre si abbassano, spingendo così le parti delle foglie in posizione.DA Sleboda et al/Biologia attuale 2023Un disegno in vista laterale di una foglia di mimosa piegata mostra le strutture muscolose di pulvinus (arancione) in cui la chimica crea microsurge temporanee d’acqua che fanno gonfiare alcune cellule mentre altre si abbassano, spingendo così le parti delle foglie in posizione.DA Sleboda et al/Biologia attuale 2023

Invece di studiare chimica, Sleboda e colleghi hanno esaminato dettagli strutturali microscopici nelle cellule di pulvinus che aiutano a creare distorsioni così utili, ha riferito il 7 gennaio alla riunione annuale della Society for Integrative and Comparative Biology ad Austin, in Texas. Una caratteristica che fa gonfiare le cellule muscolari delle piante in modo più efficiente è il rinforzo con fibrille microscopiche. Funzionano come corsetti, impedendo alle cellule di sporgere in tutte le direzioni. Invece, il corsetto dirige gran parte del rigonfiamento lungo l’asse che ripiegherà le metà delle foglie.

Inoltre, le cellule di pulvinus che devono gonfiarsi velocemente hanno quelle che sembrano rughe di tessuto facilmente espandibile per l’acqua che scorre, oltre a speciali zone altamente porose chiamate campi di fossa. Le fosse sembrano come se l’acqua potesse scorrere facilmente in un’emergenza di foglie solleticate. La stessa disposizione cellulare sembra specializzata per l’espansione e il restringimento. Una sezione trasversale di pulvinus rivela uno schema “come il mantice di una fisarmonica”, ha detto Sleboda.

Un'immagine ingrandita di fibre arruffate chiamate fibrille dal pulvino di una pianta di mimosa.
Le fibre arruffate chiamate fibrille (ingrandite) su alcuni dei lati di una cellula nel minuscolo pulvino simile a un muscolo di una pianta di mimosa possono rendere la cellula più utile. Quando la chimica delle cellule muscolari cambia in modo che l’acqua penetri in una cellula, le fibre riducono il gonfiore in direzioni inutili. Invece, la cellula si gonfia in modo più drammatico in direzioni che potrebbero favorire movimenti utili, come il piegamento.DA Sleboda et al/Biologia attuale 2023
Una vista ingrandita delle cellule muscolose del pulvino che assomigliano a un favo vuoto.  Alcune delle superfici interne hanno punti grigi opachi.
L’apertura di alcune delle cellule muscolari del pulvino per una visione, come guardare in un nido d’ape vuoto, rivela un’altra caratteristica che aiuta il movimento dell’acqua. Alcune delle superfici interne presentano punti particolarmente porosi che sembrano spettrali pois grigi. Chiamati campi di fossa, accelerano l’ondata d’acqua attraverso la parete cellulare mentre la cellula cambia forma per spostare la sua parte di carico.DA Sleboda et al/Biologia attuale 2023

Il diffuso M. pudica, o pianta sensibile, è uno dei più noti flessori fogliari. Eppure gruppi di altre piante della stessa famiglia, i legumi, muovono anche le loro foglie, dice il botanico Thainara Policarpo Mendes dell’Universidade Estadual Paulista a Botucatu, in Brasile. Alcuni parenti si chiudono velocemente come M. pudica, ma molti sono più lenti. Quello a cui pensa anche, però, è perché se ne va affatto vicino. Le persone hanno proposto una serie di vantaggi: scoraggiare gli animali dal pascolare su una pianta che improvvisamente sembra più appiccicosa, o persino aiutare una pianta a perdere meno calore nelle notti molto fredde.

Anche Sleboda può snocciolare ipotesi proposte ma rimane scettico su tutte. “Non c’è un sacco di ricerca”, dice. Questo, tuttavia, gli va bene. “La cosa che preferisco della chiusura delle foglie delle piante sensibili”, dice, “è che non sappiamo perché lo fanno”.

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