Fototropismo

La nozione di fototropismo è usata in biologia per riferirsi al tropismo generato dalla luce. Il tropismo è il movimento di un organismo sessile (attaccato a un substrato) in risposta a uno stimolo.

Fototropismo, quindi, si può dire che è una reazione di una pianta a uno stimolo luminoso. Quando la pianta cresce verso la fonte dello stimolo luminoso, si parla di fototropismo positivo. D'altra parte, se la pianta si sviluppa nella direzione opposta a quella della luce, si tratta di fototropismo negativo.

Le radici, per esempio, hanno un fototropismo negativo: crescono lontano dalla luce. Gli steli, invece, mostrano un fototropismo positivo perché crescono verso la fonte di luce.

È importante ricordare che le piante hanno dei fotorecettori, che sono molecole che percepiscono la luce. Nei fotorecettori c'è un pigmento chiamato cromoforo, che assorbe la luce e genera cambiamenti nelle proteine, rispondendo allo stimolo luminoso. Il fototropismo comporta una risposta direzionale, verso la fonte di luce o lontano da essa.

Le fototropine sono i fotorecettori più importanti. Hanno una proteina legata a un cromoforo che, assorbendo la luce, può agire sull'attività di altre proteine. La diversa modalità di attivazione delle fototropine significa che l'auxina, un ormone vegetale, è indirizzata in modo disuguale alle diverse parti della pianta. Poiché l'auxina promuove lo sviluppo delle cellule, la crescita delle piante varia in base all'incidenza della luce attraverso il fenomeno del fototropismo.

Le auxine sono un gruppo di ormoni responsabili della regolazione della crescita delle piante, in particolare dell'allungamento delle cellule. La loro sintesi avviene all'apice del fusto e da lì si spostano in altre parti della pianta, specialmente alla base, dove sono altamente concentrate. È grazie al parenchima dei fasci vascolari che questo movimento diventa possibile.

Mentre la prima descrizione formale delle auxine e del loro ruolo nello sviluppo delle piante è di Frits Warmolt Went, un micologo e botanico di origine olandese, fu grazie al lavoro dello scienziato polacco Theophil Ciesielski che avvenne la loro scoperta. Nel 1871, per esempio, Charles Darwin si basò sulla tesi di dottorato di Ciesielski per parlare di una "influenza" trasmessa dall'estremità del fusto che era responsabile di una forma di tropismo.

Che le parti aeree delle piante come i fusti crescano verso la luce attraverso il fototropismo positivo è fondamentale perché questa risposta favorisce lo sviluppo della fotosintesi: le foglie hanno un migliore accesso all'energia luminosa. Infatti, il fusto cresce verso la luce mentre la radice va nella direzione opposta e per questo si può dire che il primo ha un fototropismo positivo e il secondo uno negativo.

Mentre il fototropismo è uno dei tropismi più evidenti nelle piante, non è l'unico. I due più importanti oltre ad esso sono: il tigmotropismo, che è di vitale importanza per le piante rampicanti in quanto permette loro di aggrapparsi ad un oggetto solido e crescere intorno ad esso; il gravitropismo, una crescita proporzionale all'accelerazione di gravità, necessaria per le radici che devono penetrare nel suolo per funzionare correttamente.

Tutti questi concetti sono stati studiati dagli scienziati menzionati sopra, durante i molti esperimenti che hanno realizzato per studiare lo sviluppo delle piante. Uno di questi consisteva nel coprire i coleoptiles (foglie che si chiudono sopra altre foglie) per osservare il comportamento della Phalaris canariensis alla luce in queste condizioni: il risultato fu che non si piegava, cioè non faceva fototropismo.