Alcune osservazioni sperimentali spiegano il perché dell'orientamento dei capolini dei girasoli in direzione del sole

Un recente studio ha approfondito un argomento fonte spesso di curiosità nello studio dei fenomeni biologici e nella coltivazione del girasole: il perché le sue infiorescenze a capolino si orientino in direzione della luce solare.

Lo studio condotto presso l'Università di Davis (California) evidenzia che i girasoli, ottimizzando costantemente l'esposizione al sole dei loro capolini, migliorano l'attività riproduttiva, attirando un maggior numero d'insetti impollinatori, poiché i fiori quando si riscaldano sotto l'effetto di una più intensa radiazione solare risultano più attrattivi. Questo studio è stato pubblicato sul numero del 9 agosto del giornale 'New Phitologist'.

Come riferisce Stacey Harmer, professore di biologia vegetale al Collegio di Scienze Biologiche dell'Università di Davis e autore anziano di questo studio: 'E' piuttosto sorprendente che essi si rivolgano a est. E' meglio per essi rivolgersi a est, poiché producono una maggiore progenie'.

Precedenti studi dello stesso autore hanno definito che anche questo meccanismo fisiologico della pianta, come molti altri, è sotteso dall'orologio circadiano, il quale ne stabilisce il ritmo endogeno e quindi l'effettuazione temporale di alcune importanti funzioni.

Durante la crescita del girasole il suo capolino, ogni giorno, segue avanti e indietro l'andamento del sole. Man mano che però il girasole matura e lo stocco gradualmente s'indurisce e lignifica, il movimento del capolino diminuisce e si limita a seguire l'andamento mattutino del sole.

A questo punto della narrazione di questa ricerca s'inserisce una piccola scoperta effettuata da Nicky Creux, ricercatrice di post-dottorato: ella ha cambiato l'orientamento dei girasoli ruotando i loro vasi e ha così notato che, per conseguenza, i capolini orientati a est attraevano molte più api delle piante orientate a ovest, specialmente durante la mattinata.

In una serie di esperimenti poi effettuati, Creux, Harmer e i loro colleghi ricercatori trovarono che i capolini orientati a est erano significativamente più caldi, durante il mattino, di quelli orientati a ovest.

Da tale osservazione Harmer ha dedotto che quel riscaldamento determina un beneficio energetico mattutino alle api che si stanno nutrendo. La luce solare diretta accende anche marcature ultraviolette sui petali dei fiori, che possono vedere le api, ma non l'occhio umano.

Un capolino, come quello del girasole, è un infiorescenza composta da tantissimi fiori, centinaia, a volte migliaia, che si sviluppano ad iniziare dal bordo esterno del capolino con caratteristici disegni a spirale. Lungo il bordo vi sono solo fiori ligulati, portatori di petali che costituiscono la corolla del capolino, mentre all'interno prevalgono i fiori tubulosi, che sono ermafroditi e quindi dotati di stami (organi maschili) e pistillo (il tubulo visibile, organo femminile).

Altro aspetto interessante evidenziato dagli autori di questo studio è che l'orientamento delle piante influenza lo sviluppo delle infiorescenze e il successo riproduttivo: le piante orientate a est tendono a produrre semi più grossi e più pesanti; esse rilasciano inoltre il polline dalla mattina presto, orario al quale le api sono più attive nell'impollinazione. Questi effetti, come riferiscono gli autori della ricerca, sembrano controllati dalla temperatura dei capolini fiorali; ciò è stato provato riscaldando artificialmente i capolini rivolti a ovest.

Alla fine dello studio Evan Brown, uno studente dell'Università della Virginia, seguito dal professor Ben Blackman, ha condotto un esperimento che si serviva di piante i cui fiori, normalmente ermafroditi, erano invece maschio-sterili e cioè privi di organi maschili (stami) funzionanti e quindi incapaci di produrre polline. Conseguentemente i fiori tubulosi dell'infiorescenza a capolino divenivano esclusivamente femminili, potevano essere impollinati (ma non più impollinarne altri) e quindi produrre semi per impollinazione incrociata con fiori normali. Tali piante 'non impollinanti' furono poi circondate da piante normali (in grado sia di impollinare che produrre semi), le quali esponevano i capolini a est, o a ovest.

Con la tecnica del 'genotyping', i ricercatori sono stati in grado di capire se le piante maschio-sterili furono impollinate maggiormente da piante con capolini rivolti ad ovest, o da piante con i capolini rivolti ad est. Fu, in tal modo, scoperto che il polline di piante esposte a est (orientamento prevalente al mattino) era in grado di originare una maggiore quantità di semi e quindi che c'era un impollinazione maggiore e più efficiente e quindi un maggior numero di fiori fecondati.

Questa ricerca è stato sostenuta con borse di studio della Fondazione nazionale per la Scienza (NSF) e dall'Istituto nazionale per il cibo e l'Agricoltura, del ministero dell'Agricoltura statunitense. Hanno collaborato allo studio ricercatori dell'università di Davis e di Berkeley (California), dell'università della Virginia e dell'università di Pretoria (Sudafrica).