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Le tecnologie di previsione del tempo e le marmotte chiaroveggenti sono tra gli strumenti che noi umani usiamo per prevedere quando arriverà la primavera. Quando fiori colorati e fogliame scoppiano dalle piante, finalmente sappiamo che è qui. Ma come fanno le piante a sapere che è ora di mettere fuori i fiori primaverili?

Le piante non hanno sistema nervoso per sentire le temperature di riscaldamento, né hanno occhi per vedere che le giornate si allungano. Essi hanno le proprie forme di ciascuno di questi sensi, tuttavia, spiega Assistente professore Ullas Pedmale. Usano sia la temperatura che la durata del giorno per capire quando è il momento di fiorire, perché, dice, questa è una decisione così grande che “vogliono essere doppiamente sicuri.”

Il laboratorio di Pedmale studia come le piante rispondono al loro ambiente, che ” è molto importante perché le piante non possono muoversi, quindi l’ambiente ha un enorme impatto sulla loro crescita e sopravvivenza.”

In questo episodio del podcast di Base Pairs di CSHL, il professor Zachary Lippman parla di come ha usato l’editing genetico CRISPR per creare una varietà di pomodori a fioritura precoce che è più adatta a gestire le sfide del cambiamento climatico.

Alcuni giorni di caldo precoce non sono sufficienti per ingannare le piante in fioritura, perché possono dire che i giorni sono ancora brevi. È simile a come gli esseri umani usano più sensi per ottenere un ulteriore livello di certezza, dice Pedmale. Paragona il processo a una persona che prova un muro appena dipinto: “Puoi dire visivamente che è asciutto, ma andrai anche a toccarlo per assicurarti che non sia cattivo gusto.”

L’equivalente della visione nelle piante è notevolmente sofisticato. Mentre un essere umano vedrà la luce del sole come bianca, una pianta “ha occhi per vedere tutti questi colori diversi” all’interno della luce solare, dice Pedmale. L’occhio umano percepisce diversi colori di luce utilizzando strutture chiamate fotorecettori. Le piante hanno il proprio set di fotorecettori incorporati nelle loro cellule fogliari, alcuni dei quali consentono loro di vedere i colori che non possiamo. Ad esempio,” la luce rossa lontana è qualcosa che non possiamo vedere, ma gioca un ruolo importante nella fioritura”, secondo Pedmale.

Far-luce rossa avverte le piante su altre piante sono intorno a loro, che strappare la luce del sole e altre risorse preziose. Più piante vicine, maggiore è la proporzione di luce rossa lontana. Quando una pianta percepisce alti livelli di luce rossa lontana e si rende conto che ha concorrenza nelle vicinanze, “inizierà a crescere più alto per catturare la luce, fiorire presto e produrre meno semi in modo che possa finire il suo ciclo di vita”, dice Pedmale.

Questo approccio “live fast, die young” è chiamato una risposta per evitare l’ombra. In agricoltura, è un “problema importante, perché riduce la resa delle colture”, spiega Pedmale. Studiando come le piante utilizzano le informazioni sulla luce e altri aspetti del loro ambiente per dirigere la loro crescita, spera di trovare modi per ridurre al minimo le risposte sfavorevoli di evitare l’ombra nelle piante coltivate. Potremmo sognare i primi fiori mentre un lungo inverno si trascina, ma la ricerca di Pedmale ci ricorda che le nostre vite dipendono dalle piante che ottengono quel momento giusto.