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Gli ormoni vegetali
Lo sviluppo delle piante in tutte le sue varie fasi (crescita, fioritura, fruttificazione, formazione e caduta delle foglie) è regolato dall’integrazione di stimoli esogeni (luce, temperatura, disponibilità idrica, nutrimento) e di stimoli endogeni (ormoni vegetali).
Vediamo in particolar modo che gli ormoni vegetali, meglio noti come fitormoni, sono delle particolari molecole che hanno la capacità di modulare vari processi cellulari.
Cosa sono gli ormoni vegetali?
Gli ormoni vegetali sono dei composti organici che vengono sintetizzati dalla pianta e traslocati ad un’altra parte dove, a concentrazioni estremamente basse, determinano una risposta fisiologica.
In sostanza sono dei messaggeri chimici.
A cosa servono gli ormoni vegetali?
Come già accennato gli ormoni vegetali regolano tutti gli stadi di vita della pianta : dormienza, germinazione, crescita e ramificazione, sviluppo del fiore, fecondazione ,formazione e maturazione del frutto.
Oltre a regolare i vari processi di sviluppo (divisione e distensione cellulare) , gli ormoni vegetali hanno anche la funzione di:
- Regolare e coordinare le diverse funzioni metaboliche
- Regolare la risposta ai fattori ambientali
Dove vengono prodotti gli ormoni vegetali?
A differenza degli ormoni animali che vengono prodotti e secreti da delle ghiandole specifiche, quelli vegetali non hanno degli organi specializzati per la loro produzione.
Vediamo infatti che il sito di sintesi dei fitormoni non è sempre chiaramente localizzato e varia in base al tipo di fitormone prodotto (ad esempio le gibberelline possono essere prodotte dai frutticini in crescita, ma possono essere anche prodotte dai giovani germogli, così come le auxine possono essere prodotte da tutti i tessuti in crescita della pianta).
Come funzionano gli ormoni vegetali?
Un altro aspetto importante che distingue gli ormoni vegetali da quelli animali è che mentre gli ormoni animali svolgono delle funzioni specifiche su specifici organi, quelli vegetali svolgono una vasta gamma di attività ed agiscono quasi sempre in sinergismo od antagonismo con altri ormoni, di conseguenza ogni organo vegetale ed ogni processo fisiologico è regolato dalla combinazione di più ormoni e non da un singolo.
Per quanto riguarda il funzionamento nello specifico , abbiamo precedentemente appreso che i fitormoni sono dei messaggeri chimici. Di seguito vediamo le fasi (semplificate) di trasduzione.
- Stimolo : sensore sente gli stimoli esterni.
- Recezione : percezione del segnale chimico da parte dell’ormone.
- Trasduzione ed amplificazione del segnale : gli ormoni “veicolano” il messaggio a dei recettori (proteine) con la quale si legano.
- Risposta : il legame ormone recettore induce una serie di effetti biochimici (risposta cellulare).
Classi principali di ormoni vegetali
Gli ormoni vegetali sono raggruppabili in cinque classi:
- Auxine (classi di molecole)
- Giberelline (classi di molecole)
- Citochinine (classi di molecole)
- Acido abscissico (molecole uniche)
- Etilene (molecole uniche)
Le prime tre classi individuano dei gruppi di composti con caratteristiche e strutture abbastanza simili, il che vuol dire che non esiste una sola auxina o una sola citochinina o gibberellina ma bensì tante molecole simili che hanno attività simile. Mentre le altre due classi sono ormoni unici.
Vediamoli nello specifico!
Auxine
L’auxina fu il primo ormone scoperto ed è un derivato del triptofano.
Il principale effetto delle auxine è quello di causare la distensione cellulare, principalmente dovuto all’alterazione della plasticità della parete cellulare. Le auxine vengono sintetizzate nei meristemi apicali e in misura minore nelle radici. L’auxina principale che viene sintetizzata naturalmente dalle piante è l’acido indol-3-acetico (IAA).
Il movimento di questi fitormoni può andare dalle cime alle radici (basipeto) e viceversa (acropeto).
Vediamo alcuni effetti delle auxine:
- Dominanza apicale : le auxine prodotte dal meristema apicale impediscono la crescita e lo sviluppo delle gemme secondarie.
- Rizogenesi : l’auxina è il componente principale responsabile della formazione delle cellule della radice. (questa proprietà è utilizzata dai giardinieri per produrre talee: l’applicazione di auxina alla base del taglio favorisce la formazione di nuove radici).
- Geotropismo : La gravità influisce sullo sviluppo della pianta. Quando lo stelo di una pianta viene posizionato orizzontalmente, iniziano a svilupparsi dei germogli laterali che potrebbero formare delle radici nella zona a contatto con il suolo. Questo è dovuto all’accumulo di auxina dovuto all’effetto di gravità.
- Fototropismo : le piante tendono a crescere verso la luce. Questo processo viene regolato dall’auxina, che si accumula nelle zone che ricevono meno luce; ne consegue un allungamento delle cellule in questa zona facendo inclinare lo stelo verso la luce.
Gibberelline
Sono una famiglia di composti, attualmente se ne conoscono circa 80, il più noto è l’acido gibberellico.
Vengono prodotte a livello dei tessuti in accrescimento (sintetizzate principalmente negli organi e nei tessuti in fase di sviluppo): meristemi, giovani foglie, semi germinanti, frutti immaturi.
Questi fitormoni sono in parte responsabili della divisione cellulare e in particolare dell’allungamento degli steli e di altri tessuti.
Vediamo alcuni effetti delle gibberelline:
Citochinine
Sono molecole derivate da una base azota, l’adenina.
Il loro principale effetto è promuovere la divisione cellulare, quindi si trovano per lo più nei meristemi e nei tessuti giovani. Contribuiscono a mantenere i caratteri giovanili di un tessuto e ritardare la senescenza.
- Promuovono la maturazione dei cloroplasti
- Promuovono l’espansione dei cotiledoni
- Promuovono la mobilizzazione dei nutrienti
- Stimolano la crescita del germoglio e espansione delle foglie
- Stimolano apertura degli stomi
- Ritardano senescenza
- Mediano uscita dalla dormienza delle gemme laterali
Acido abscissico (ABA)
È un’antagonista degli ormoni della crescita. Alte concentrazioni si trovano nei semi dormienti, favorisce il distacco dei fiori, dei frutti e delle foglie, nonché la rapida chiusura degli stomi. Influisce anche sulla latenza di alcuni semi.
Questo fitormone induce l’espressione di geni di resistenza per una serie di stress. Un effetto dell’ ABA è quello di indurre la chiusura stomatica durante le condizioni di siccità, prevenendo così la disidratazione nella pianta.
Etilene
È un gas ed è in grado quindi di diffondersi nell’ambiente ed esplicare la sua azione a distanza. Determina la maturazione dei frutti e la caduta delle foglie (l’etilene viene utilizzato per far maturare la frutta che è stata raccolta prematuramente).
Annulla l’effetto dell’auxina per quanto riguarda la risposta alla gravità.
L’etilene svolge un ruolo importante nello stimolare la produzione di sostanze che proteggono la pianta da stress biotici e abiotici.
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