Ecco come cresce una radice

Crescono in tutte le direzioni, aggrovigliandosi e torcendosi sotto terra, evitando i sassi e aggirando gli ostacoli. Ma quale legge guida i movimenti delle radici? Per scoprirlo, un gruppo di fisici e biologi della Cornell University e del Boyce Thompson Institute for Plant Research (Ithaca, Stato di New York) ha documentato la crescita della radice principale di una Medicago truncatula (l’erba medica troncata) utilizzato un sistema di ripresa in 3D, scoprendo così che le geometrie elicoidali che questa assume sono solo il risultato di leggi meccaniche. I risultati sono stati pubblicati su Pnas.

I filmati che accompagnano lo studio, realizzati con un’apparecchiatura per la ripresa in 3D accelerata costruita appositamente, mostrano una radice che cresce rapidamente all’interno di un contenitore trasparente. La radice sembra muoversi nel vuoto, fermandosi circa a due terzi della discesa, attorcigliandosi su se stessa e poi riprendendo il cammino in una nuova direzione. In realtà il contenitore è pieno di un gel trasparente disposto su due strati: uno più morbido nella parte superiore, e uno più duro in quella inferiore. In questo modo diventa possibile osservare cosa accade alla radice quando incontra uno strato più denso. 

I ricercatori hanno analizzato le immagini utilizzando dei modelli matematici, scoprendo così che dietro i movimenti della radice si celano degli effetti meccanici di torsione. “Quando la radice raggiunge lo strato più denso, la forza impressa dalla crescita la deforma, come un filo o una barra che viene compressa”, spiega Jesse Silverberg, a capo dello studio: “Ma torcendosi la radice diventa elicoidale, e riesce così a smuovere più gel e a guadagnare una maggiore forza sulla punta”. Inoltre, secondo i modelli matematici, maggiore è la durezza del terreno, più larga sarà l’elica formata dalla radice. “Da un punto di vista evolutivo”, aggiunge Silverberg, “questo meccanismo di torsioni per compressione è importante perché aumenta la fitness della pianta, permettendole di superare ostacoli ed esplorare una parte maggiore del proprio ambiente.”

Un effetto puramente meccanico ma che, spiegano i ricercatori, una volta compreso potrebbe aiutare a coltivare vegetali specificamente progettati per sopravvivere in territori in cui il suolo è stato rovinato dal cambiamento climatico o dallo sfruttamento eccessivo.

Riferimenti: Pnas doi: 10.1073/pnas.1209287109

Credits immagine: Martin LaBar/Flickr