Un nuovo studio guidato dall’Università della California San Diego, pubblicato su New Phytologist, si propone di identificare i meccanismi genetici e biologici che consentono alle piante di “sudare” quando le temperature si elevano, al fine di prepararle meglio alle future ondate di calore. Sulla superficie delle foglie si trovano pori microscopici noti come stomi, che svolgono un ruolo fondamentale: aiutano le piante a “respirare” e controllano la quantità d’acqua che perdono attraverso l’evaporazione. Questi pori non solo permettono, ma regolano anche l’assunzione di anidride carbonica necessaria per la fotosintesi e la crescita.
Già nel XIX secolo, gli scienziati avevano osservato che le piante aumentano l’apertura dei pori per traspirare, o “sudare”, rilasciando vapore acqueo attraverso gli stomi per rinfrescarsi. Tuttavia, con l’aumento delle temperature globali e le ondate di calore sempre più frequenti, l’allargamento dei pori è diventato un meccanismo cruciale per minimizzare i danni da calore alle piante. Per oltre un secolo, però, i biologi vegetali non hanno avuto una comprensione completa dei meccanismi genetici e molecolari alla base dell’incremento dei processi di “respirazione” e traspirazione stomatica in risposta a temperature elevate.
Il dottorando Nattiwong Pankasem della School of Biological Sciences dell’Università della California di San Diego, insieme al professor Julian Schroeder, ha delineato un quadro dettagliato di questi meccanismi. “Con l’aumento delle temperature globali, c’è ovviamente una minaccia per l’agricoltura con l’impatto delle ondate di calore“, ha affermato Schroeder. “Questa ricerca descrive la scoperta che l’aumento delle temperature causa l’apertura degli stomi tramite un percorso genetico, ma se il calore aumenta ulteriormente, allora c’è un altro meccanismo che entra in gioco per aumentare l’apertura degli stomi“.
Nello studio, Pankasem ha analizzato i meccanismi genetici di due specie vegetali: Arabidopsis thaliana, una pianta erbacea ben studiata, e Brachypodium distachyon, una pianta da fiore imparentata con importanti colture cerealicole come grano, mais e riso, rivelandosi un modello utile per queste colture. I ricercatori hanno identificato i sensori di anidride carbonica come un elemento centrale nelle risposte di riscaldamento-raffreddamento stomatico. Questi sensori percepiscono il rapido riscaldamento delle foglie, avviando un incremento della fotosintesi che si traduce in una diminuzione dell’anidride carbonica. Questo processo porta quindi all’apertura dei pori stomatici, consentendo alle piante di trarre vantaggio dall’aumento dell’assunzione di anidride carbonica.
È interessante notare che lo studio ha rivelato anche un secondo percorso di risposta al calore. In condizioni di calore estremo, la fotosintesi nelle piante subisce uno stress e diminuisce; in tali circostanze, la risposta stomatica al calore ignora il sistema dei sensori dell’anidride carbonica, disconnettendosi dalle normali risposte guidate dalla fotosintesi.
