Galileo Giornale di scienza e problemi globali

Il gene per sopravvivere agli allagamenti

Si chiama HsfA2 il gene che ha il compito di proteggere la pianta quando viene completamente sommersa dall'acqua come capita, per esempio, durante un'esondazione. Il gene è stato scoperto da Pierdomenico Perata, professore di Fisiologia vegetale della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa, e il suo studio è stato recentemente pubblicato sulla rivista Plant Physiology.

“In tutto il pianeta - ha spiegato Perata, che lavora al PlantLab del Sant’Anna - stiamo assistendo a un aumento degli eventi drammatici di sommersione. Il generale aumento delle temperature, legato al cambiamento climatico, ha avuto due effetti principali: una tendenza alla desertificazione in alcune zone del pianeta, e un aumento degli eventi estremi e un eccesso di acqua, in altre; se il primo fenomeno preoccupa l’opinione pubblica ed è ben percepito, il secondo è meno evidente, ma fa danni anche maggiori”.

Le piante hanno diverse strategie di adattamento alla sommersione: alcune si accrescono rapidamente, in modo da raggiungere il pelo dell’acqua e trasferire l’ossigeno alle parti sommerse della pianta, altre, come certe varietà di riso, rallentano il proprio metabolismo ed entrano in una sorta di letargo, che consente alla pianta di sopravvivere completamente sommersa, in attesa di tempi migliori.

“Il nostro studio - ha continuato Perata - ha messo in luce l’esistenza di un meccanismo di protezione dell’omeostasi cellulare, che fa sì che una situazione di carenza di ossigeno non porti a una disaggregazione della cellula”. Con una serie di esperimenti, i ricercatori del PlantLab sono riusciti a identificare un gene, HsfA2 appunto, responsabile della tolleranza alla sommersione. Il gene è già presente nelle piante, ma i suoi livelli di espressione sono troppo bassi per garantirne la sopravvivenza. Piante transgeniche di Arabidopsis thaliana, in cui l’espressione del gene HsfA2 è aumentata di centinaia di volte, riescono invece a sopravvivere fino a due giorni in totale assenza di ossigeno.

“Siamo convinti - ha affermato Perata - che HsfA2 provochi la produzione e l’attivazione di tutta una serie di proteine indispensabili per proteggere la cellula in una situazione di crisi energetica, capaci cioè di mantenere l’ambiente cellulare il più possibile intatto, in attesa che torni l’ossigeno. Stiamo verificando quanto sia diffusa la capacità di tollerare la sommersione basata su questo gene. Il passo successivo sarà quello di individuare le specie vegetali che presentano livelli molto alti di espressione del gene, e verificare la possibilità di selezionare, sulla base di questo carattere, le varietà più tolleranti”. La scoperta del gene HsfA2 potrebbe avere numerose applicazioni in campo agricolo, dove sarebbe importante poter disporre di piante in grado di tollerare terreni argillosi e asfittici.

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  Tempo e stress

  Lectio Magistralis di Ronald D. Siegel

  Introduce: Lorenzo Mannella, Galileo

  Lo “stress” è legato alle fantasie sul futuro: anche se in un dato momento proviamo un grande disagio, non ci sentiamo molto stressati a meno di non immaginare che il disagio si protrarrà nel tempo. Tre milioni di anni fa, i nostri antenati erano in competizione con altri animali selvatici nella savana africana. Essi sopravvissero perché ereditarono una risposta di “combattimento o fuga” che li aiutava ad affrontare l’emergenza con azioni tempestive in caso di minaccia, e perché svilupparono la capacità di pensare al passato, immaginare il futuro e pianificare azioni di conseguenza. Mentre questi sistemi, presi singolarmente, contribuivano in maniera efficace al miglioramento della sopravvivenza, operando insieme sono diventati una fonte di stress continuo. Fortunatamente molte culture umane hanno finito col trovare dei modi per allenare la mente a sospendere questa costante pianificazione della sopravvivenza, astrarsi dal flusso di pensieri e assaporare il momento presente. Questa conferenza esplorerà i modi in cui la scienza moderna sta adattando queste tecniche antiche per alleviare lo stress del mondo moderno.

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