Gli scienziati stanno sperimentando una nuova tecnologia di modificazione genetica delle radici delle piante per combattere il cambiamento climatico

Sono molti gli scienziati che cercano soluzioni innovative per cercare di aiutare il mondo, tra cambiamenti climatici, produzione alimentare e gestione del carbonio. Recentemente, un team di ricercatori ha pensato di concentrarsi sul miglioramento di qualcosa che esisteva già, sperimentando una nuova tecnologia di modificazione genetica che permette alle piante di immagazzinare più carbonio rispetto a quello che immagazzinano già da milioni di anni – convertendolo in carboidrati, energia e ossigeno.

Lo studio mostra i progressi del Salk Institute nella ricerca riguardante lo sviluppo di una pianta con radici OGM, più profonde delle altre, simili a quelle del sughero, che immagazzinano 20 volte più carbonio di una pianta normale. I ricercatori pensano che questi risultati possano essere applicati a colture su larga scala, in modo da poter influenzare in positivo il cambiamento climatico. Il progetto del Salk Institute, che si chiama Harnessing Plants Initiative, ha anche l’obiettivo di produrre una pianta che aiuti gli agricoltori e permetta di nutrire meglio le persone.

Storicamente, la modifica genetica delle piante è stata utilizzata per indirizzare e migliorare tratti specifici all’interno di una pianta, come le dimensioni o il sapore del frutto o la sua resistenza a parassiti e malattie. Ora, però, si stanno prendendo di mira specifici ormoni e geni, che aumentano la biomassa delle radici. L’idea è semplice, ma insieme efficace: le radici più profonde immagazzinano il carbonio in un luogo molto lontano e, inoltre, lo immagazzinano in una parte del terreno più stabile.

Come sappiamo, ci sono molte controversie sugli organismi geneticamente modificati, ma quelli che li sostengono e li studiano dicono che gli OGM potrebbero essere l’unica risposta alla necessità di alimentare la crescente popolazione mondiale e aumentare la resilienza contro un ambiente in rapido cambiamento.

Una nuova ricerca indaga il rapporto tra piante, terreno e metaboliti

Sappiamo che la salute della maggior parte delle piante dipende dalle condizioni del terreno su cui vivono e dai microbi contenuti in esso. Un nuovo studio, condotto dagli scienziati del dipartimento di energia del Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) e UC Berkeley, ci fornisce oggi ulteriori informazioni.

I ricercatori hanno scoperto che, mentre le piante si sviluppano, creano in corrispondenza delle radici un tessuto che favorisce il proliferare della componente microbiologica capace di consumare specifici metaboliti.

“Da più di un secolo si sa che le piante influenzano la composizione del suolo, in particolare attraverso il rilascio di metaboliti nel terreno che circonda le radici”, ha spiegato Kateryna Zhalnina, principale autrice della ricerca. “Fino a oggi, tuttavia, non si sapeva che il contenuto rilasciato dalle piante fosse un’alimentazione dei microrganismi del terreno adatta a guidare lo sviluppo della presenza microbiologica. Gli scienziati di Berkeley hanno mostrato che i processi di sviluppo delle piante (Avena barbata) determinano modelli coerenti nella composizione chimica degli strati di terreno che circondano le radici.

Come tutti gli organismi superiori, le piante si sono evolute specializzando le proprie funzioni. Le interazioni tra radici e suolo sono fondamentali per la loro sopravvivenza. Dato questo legame, le piante si sono modificate per poter regolare la composizione della propria rizosfera, modulando di conseguenza la propria crescita.

Le piante hanno dimostrato ancora una volta di essere organismi molto più sensibili e raffinati di quanto si pensasse, anche se la scienza aveva già dato qualche indizio, mostrando la loro vulnerabilità al rumore e la loro capacità di dimostrare particolari stati di coscienza.

E’ nata la prima pianta robot dalle radici intelligenti

È sbocciata la prima pianta robot capace di crescere come un vegetale vero e proprio. È stata realizzata presso l’Istituto Italiano di Tecnologia e seguita, nella sua crescita, dalla ricercatrice Barbara Mazzolai: la pianta è dotata di un tronco prodotto con la stampante 3D, foglie che si aprono in risposta all’umidità dell’aria, e radici “intelligenti”.

Il campo di applicazione è essenzialmente orientato alla bonifica dei terreni agricoli alla ricerca del petrolio. Le sue radici dovrebbero passare in breve tempo da due a cinque, sono dotate di sensori chimici e fisici in grado di analizzare il terreno e saranno in grado di muoversi in maniera sinuosa accrescendosi di 2 millimetri al secondo in risposta agli stimoli esterni.

Queste radici robotiche crescono usando un filamento di materiale termoplastico avvolto in un rocchetto alla base del tronco. È anche in fase di realizzazione e perfezionamento un software capace di imitare l’intelligenza “distribuita” delle radici, per renderle autonome e allo stesso tempo coordinate fra loro.

gc

Un metodo di riscaldamento studiato in corea che parte dal suolo per generare calore

Come è risaputo, i sistemi di riscaldamento a pavimento garantiscono un’efficienza maggiore rispetto a quelli tradizionali.

Young–Suk e Tae–Sung, due scienziati coreani impegnati a studiare come si decompone il materiale vegetale nel terreno quando viene a contatto con la radice delle piante, hanno ideato un sistema di riscaldamento a pavimento che può ridurre del 60% il consumo di energia. Infatti hanno scoperto che il compostaggio dei detriti delle piante che viene accumulato dalle formiche e dalle termiti produce sostanze nutritive per le piante e scalda il suolo. Inoltre hanno scoperto che il riscaldamento delle radici incrementa l’osmosi e quindi protegge le piante dal congelamento. Questo processo è alla base di un metodo di riscaldamento, perfetto per le serre, che scalda le radici invece di scaldare l’aria.
E se si evita di scaldare l’aria all’interno delle serre il risparmio energetico è assicurato, si arriva a circa il 70%.

Gunter Pauli, nel suo libro Blue Economy, spiega che nel 2007 questa tecnologia venne adottata in Giappone e i primi a sfruttarla furono i produttori di fragole e pomodori.

Il concetto si è poi esteso all’ambito domestico: i due scienziati hanno creato un film sottile di nanofibre di carbonio che si può mettere sotto il parquet o sotto al tappeto. Si potrebbe raggiungere all’interno della casa una temperatura di 36,5 gradi alimentando il riscaldamento con un sistema a celle solari da 12 volt.

In caso di regioni con inverni abbastanza miti questa soluzione potrebbe provvedere al riscaldamento della casa con un risparmio del 60% sulla bolletta.

a.po

Secondo uno studio del Centro Helmholtz, la competizione sotterranea tra piante creerebbe quelle zone circolari prive di vegetazione, distribuite regolarmente nelle regioni aride dell’Africa del Sud

Svelato il mistero relativo ai ‘cerchi delle fate’, quelle zone circolari prive di vegetazione e distribuite regolarmente su tutto il terreno, diffuse nelle regioni aride dell’Africa del Sud. Un nuovo studio del ‘Centro Helmholtz’, in Germania, afferma che le formazioni non sarebbero frutto delle capacità di adattamento paesaggistico delle termiti, ma della vegetazione stessa, grazie ad un fenomeno che risponde al nome di ‘Self-Organizing Spatial Vegetation Patterning’.

Si tratterebbe, secondo lo studio, di un meccanismo molto semplice: in un sistema arido come ad esempio, quello della Namibia (dove i cerchi delle fate sono particolarmente diffusi) la competizione per l’acqua è feroce. Perciò, mentre si ammirano quei paesaggi all’apparenza così sereni, sotto la superficie, al livello delle radici, si svolge una lotta senza quartiere per il possesso della preziosa risorsa. 

L’ipotesi più accreditata quindi, suggerisce che la formazione dei ‘cerchi delle fate’ sia causata da una competizione sotterranea fra piante. Una maggior crescita di soggetti che siano forti contendenti delle risorse sotterranee ha come risultato il calo della crescita delle piante vicine, il che da luogo alla formazione di zone circolari ‘brulle’.

Queste aree brulle in realtà sono benefiche per le piante che le circondano. Lo studio infatti conferma che le zone spoglie funzionano come una sorta di magazzino di umidità e nutrienti per i vegetali e gli insetti circostanti.

(ml)