Come fanno le radici delle piante a sapere dove andare?

Non avranno gli occhi e le orecchie, ma le piante sanno bene dove andare. Vediamo il meccanismo che permette alle radici di muoversi nel sottosuolo.

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A cura di Nicole Pillepich

Uno degli esempi migliori per parlare della forza della natura è quello delle radici: quante volte le abbiamo viste intrudersi nella roccia, fratturare il cemento o deformare il manto stradale? È davvero incredibile quanta forza abbiano queste strutture che riescono a farsi strada nei luoghi più strani e insidiosi. Ma vi siete mai chiesti come fanno le piante a capire dove crescere?

Dove vanno le radici e perché?

Le radici delle piante sono dei veri e propri organi che svolgono molte delle funzioni fondamentali per la vita vegetale.
Analizzandone i tessuti e le cellule possiamo notare che ogni porzione della radice ha una sua funzione specifica che consente alla pianta di svolgere compiti precisi. Tra questi troviamo l'assorbimento di acqua e nutrienti, la stabilità, lo stoccaggio di sostanze e la comunicazione con gli altri organismi.
In questo articolo tratteremo un meccanismo particolarmente interessante che è l'esplorazione del suolo.

Si potrebbe pensare che la crescita delle radici sia casuale, ma non è affatto così. Le radici, infatti, sono in grado di percepire cos'hanno attorno e decidere dove andare.
Sembra ovvio trovarle nel terreno, ma pensandoci bene non è una cosa banale: la crescita è ottimizzata per l'assorbimento di acqua e nutrienti e quindi avviene generalmente verso il basso per un effetto chiamato gravitropismo o geotropismo, cioè quel fenomeno secondo il quale le radici si spingono in profondità nel terreno "sentendo" la gravità. Questo avviene grazie a strutture che, similmente a come avviene nel nostro orecchio interno, sfruttano la gravità per definire lo spazio attorno a loro. Nella radice esistono degli agglomerati molto densi di amido (gli amiloplasti) che, come delle pietruzze, sedimentano indicando alla pianta la direzione del vettore gravità. Il tutto avviene anche grazie a degli ormoni vegetali (in particolare l'auxina) che regola, tra le varie cose, la crescita di questo organo.
Da un punto di vista strutturale, invece, la forma della radice è data dalla genetica, dall'ambiente e dalle possibilità di crescita: se la pianta è libera di svilupparsi senza impedimenti allora potrà costruire un apparato radicale ottimizzato in forma e tipologia, ma se incontra un ostacolo sarà costretta a trovare una via alternativa.
Fin qui sembra tutto logico, se non fosse che le piante non sono in grado di muoversi facilmente né di "vedere" dove stanno andando…
Ma quindi come fanno le radici a sapere in che direzione andare?

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Come le radici si fanno strada nel terreno?

Gli scienziati del John Innes Center di Norwich hanno scoperto in che modo le radici si fanno strada nel terreno evitando gli ostacoli: è questione di chimica. Lo studio, pubblicato sulla rivista Science, spiega inoltre come le giovani piante in fase di germinazione penetrino nel terreno evitando di "sbucare" all'esterno.
Le radici nella loro porzione sotterranea possiedono delle particolari strutture chiamate peli radicali che, tra le tante cose, hanno funzione sensoriale. Sono come i baffi di un gatto: percepiscono gli ostacoli e cambiano rotta facendosi strada dove possibile. Queste strutture variano in numero, lunghezza e diametro e hanno vita breve, venendo continuamente sostituite da nuovi peli. Nella specie modello Arabidopsis thaliana, l'arabetta comune, i peli radicali hanno un diametro di circa 10 µm e possono crescere fino a 1 mm o più di lunghezza (Grierson et al., 2014).

peli radicali — Peli radicali al microscopio (Credit: Qiaoa e Libault, 2013).

Questo processo sensoriale è dato dalla peluria che, grazie ad un sistema chimico e da un complesso di proteine, capta gli ioni calcio contenuti nel terreno. Finché la pianta capta il calcio prosegue la crescita ma, se questo ione viene a mancare, il sistema cambia direzione per aggirare l'ostacolo che le si para davanti. Mentre la radice esplora il suolo, si tiene ben radicata dov'è, un po' come quando camminiamo nel buio: andiamo a tentoni avanzando lentamente, tenendoci in equilibrio su un piede solo mentre con l'altro tastiamo il terreno per evitare di inciampare.
Questo è un metodo efficace per colonizzare l'ambiente ottimizzando le risorse!