Le piante utilizzano lo zucchero, prodotto attraverso la fotosintesi, come segnale chiave per rilevare e rispondere al calore durante il giorno, aprendo la strada a colture più resilienti.
Uno studio recente, guidato dal Professor Meng Chen presso l'Università della California a Riverside, ha rivelato un nuovo meccanismo con cui le piante percepiscono il calore alla luce del sole. Questa scoperta sfida le idee precedenti, che si concentravano principalmente sui sensori notturni. La ricerca mette in luce il ruolo cruciale dello zucchero in questo processo, offrendo un quadro più completo di come le piante si adattino all'ambiente che le circonda.
Tradizionalmente, gli scienziati credevano che proteine come la fitocromo B e l'early flowering 3 (ELF3) fossero i principali sensori del calore, attivi soprattutto di notte. Tuttavia, questi modelli non spiegavano come le piante reagissero al calore durante il giorno, quando luce e temperatura sono elevate. Per indagare, il team ha utilizzato Arabidopsis, una piccola pianta fiorita spesso impiegata negli studi genetici. Hanno esposto le piante a diverse temperature e condizioni di luce, osservando come i loro fusti, chiamati ipocotili, crescessero in risposta al calore.
I risultati hanno mostrato che la capacità del fitocromo B di rilevare il calore diminuisce con la luce intensa. Nonostante ciò, le piante continuavano a rispondere al calore, suggerendo l'esistenza di altri sensori. Ulteriori test hanno dimostrato che le piante reagivano al calore alla luce, ma non al buio, quando il fitocromo B non funzionava. L'aggiunta di zucchero al terreno di coltura ha ripristinato questa risposta, indicando che lo zucchero funge da segnale per temperature più elevate.
Lo studio ha anche scoperto che temperature più alte causano la degradazione dell'amido nelle foglie, liberando saccarosio. Questo zucchero stabilizza una proteina chiamata PIF4, che controlla la crescita. Senza saccarosio, PIF4 si degrada rapidamente; con esso, la proteina si accumula e diventa attiva quando un altro sensore, ELF3, risponde anch'esso al calore. Questo meccanismo doppio, che coinvolge zucchero e proteine, permette alle piante di regolare la crescita in risposta al calore diurno. Questa scoperta, pubblicata su Nature Communications nel 2025, offre una comprensione più sfumata della termocettività delle piante.
Comprendere come le piante percepiscono il calore durante il giorno è fondamentale per sviluppare pratiche agricole che garantiscano la sicurezza alimentare in un clima in cambiamento. Questa ricerca potrebbe aiutare a creare colture più resistenti alle temperature estreme. Questa conoscenza può essere utilizzata per selezionare piante capaci di affrontare meglio gli effetti del cambiamento climatico, assicurando un approvvigionamento alimentare stabile per le future generazioni, un valore profondamente radicato nella nostra tradizione e nel rispetto per la terra che nutre le nostre famiglie.