Perché all’Equatore le piante fioriscono in un periodo diverso? Il fotoperiodo

In Italia, essendoci 4 stagioni ben distinte le une dalle altre, è piuttosto semplice riconoscere le varie fasi del ciclo vitale delle piante. Ma cosa succede nelle zone vicino all'equatore, dove temperatura e luce solare sono pressoché costanti? Quando fioriscono le piante in questa parte di mondo?

Una breve premessa sul ciclo di vita delle piante

Il ciclo vitale delle piante è articolato in diverse fasi ciascuna delle quali è regolata tanto da fattori interni alla pianta, genetici e molecolari, quanto da fattori esterni. Tra questi ultimi vi sono la temperatura, l’umidità – sia del terreno che dell’aria – e, non da ultimo, la luce solare. I tre fattori che abbiamo appena elencato sono gli stessi che variano nelle quattro stagioni e che innescano nelle piante quei processi tipici delle aree temperate quali, appunto, la fioritura, la formazione e la maturazione dei frutti e poi la pigmentazione delle foglie, la loro caduta e la dormienza della pianta.

Non tutte le specie vegetali però si comportano allo stesso modo in presenza delle stesse condizioni di luce, umidità e temperatura. Alcune piante, infatti, hanno bisogno di un periodo di “dormienza” in coincidenza di basse temperature, carenza d’acqua o luce solare, altre invece rimangono attive tutto l’anno. Vi sono infatti le cosiddette piante annuali, il cui ciclo di vita si esaurisce nell’anno e hanno una sola stagione riproduttiva, le biennali e le perenni.

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L'importanza della luce solare

Fatte le dovute premesse sul ciclo di vita delle piante, concentriamoci ora su una delle tre variabili che ne influenzano l'andamento: la luce solare.
Questa svolge un ruolo chiave per quelle piante la cui fioritura è determinata in modo consistente dal fotoperiodo, ossia la durata dell’illuminazione giornaliera. Tra queste vi sono piante brevidiurne, le quali necessitano di un fotoperiodo inferiore alle 12 ore; le longidiurne che, al contrario, richiedono fino a 14 ore di insolazione; le brevilongidiurne che invece richiedono un fotoperiodo breve e l’alternarsi di condizioni climatiche più fredde per uno sviluppo ottimale.

Ai tropici e nella fascia equatoriale, l’incidenza della luce solare e la sua intensità non sono in realtà sempre uguali, come saremmo portati a credere. Anche qui, come ad altre latitudini, gli equinozi di primavera e autunno corrispondono ai giorni di massima intensità solare, quando i raggi del Sole risultano perpendicolari rispetto all’asse di rotazione della Terra. Un osservatore umano, pur essendo dotato di ottimi recettori della luce all'interno dell'occhio (cioè i cosiddetti coni e bastoncelli), non è in grado di percepire, a latitudini prossime allo zero, il picco di intensità luminosa.

Le piante, invece, riescono a percepire il picco luminoso grazie a particolari fotorecettori che prendono il nome di fitocromi. Queste strutture sono in grado di assumere due forme diverse a seconda che assorbano luce rossa o rosso lontana. Questo permette loro di innescare una propagazione del segnale luminoso nella cellula vegetale e cambiare di conseguenza l'espressione di alcuni geni – favorendo o meno la crescita e lo sviluppo della pianta.

Alcuni esempi

Osservando il ciclo vitale dell’albero della gomma (Hevea brasiliensis), uno studio ha evidenziato una corrispondenza tra l'intensità della radiazione solare e la fioritura dell'albero della gomma. Raggiunta la soglia di intensità luminosa solare – che abbiamo detto essere massima agli equinozi – le piante di Havea fioriscono e da lì può avere inizio l’impollinazione da parte di insetti, animali vertebrati o per mezzo del vento.

Tuttavia, ci sono piante che, come abbiamo già accennato, rispondono in maniera diversa alle stesse condizioni climatiche e di luminosità, ne sono un esempio la pianta di mango (Mangifera indica) e quella dell'avocado (Persea americana). Pur essendo piante adattate ai climi tropicali e subtropicali, la loro fioritura avviene in epoche diverse: quella del mango generalmente avviene tra dicembre e marzo (cio è durante la stagione secca nei Paesi del centroamerica) mentre quella dell'avocado al principio della stagione primaverile (cioè la stagione più piovosa).

Quello della stagione di fioritura delle piante nelle diverse parti del Pianeta è un tema ancora molto discusso tra gli esperti. Pur essendo stato individuato il ruolo di innesco dell'assorbimento della luce solare nei processi biochimici a cascata che si traducono nella fioritura e nello sviluppo della pianta, molti aspetti rimangono ancora da chiarire. Non è ancora chiara infatti la natura molecolare dei processi primari di trasduzione del segnale luminoso  in messaggio biochimico e il ruolo di alcuni fitocromi, e delle relative lunghezze d'onda assorbite (luce blu UVA e UVB), nel ciclo di vita e di riproduzione delle piante.