Un gruppo di scienziati dell’Università di Nagoya, in Giappone, ha intrapreso un’affascinante esplorazione nel mondo della riproduzione delle piante, utilizzando una tecnica microscopica specializzata per scrutare da vicino il processo interno di riproduzione della pianta Arabidopsis. I loro risultati, ora pubblicati su EMBO Reports, gettano luce sul meccanismo attraverso il quale un fiore femminile attrae selettivamente una singola controparte maschile. Questa scoperta promette di avere un impatto significativo nell’ottimizzazione della produzione di sementi e nel perfezionamento delle pratiche di selezione agricola.
Le piante e i loro corteggiatori
Le angiosperme, comunemente note come piante da fiore, presentano organi riproduttivi sia maschili che femminili. Durante il processo di riproduzione delle piante, quando un granello di polline, contenente i gameti maschili, si posa sullo stigma di un altro fiore, inizia la formazione di un tubo pollinico. Questo tubo si estende attraverso lo stilo e raggiunge l’ovaio, consentendo agli spermatozoi di raggiungere l’ovulo e le cellule centrali dell’ovulo per la fecondazione.
Per ottenere una comprensione più approfondita di questo processo, i ricercatori hanno sviluppato una tecnica microscopica innovativa utilizzando un microscopio a due fotoni. Questa tecnica, che ha richiesto un impegno di tre anni, ha comportato un’attenta manipolazione dei campioni e un’ottimizzazione delle condizioni, inclusa la lunghezza d’onda di eccitazione, per acquisire immagini dettagliate dei fiori.
Osservare la fecondazione delle angiosperme
Attraverso questa metodologia, il team è stato in grado di osservare, per la prima volta, l’allungamento di più tubi pollinici all’interno di un pistillo vivente e la loro attrazione unica per il tessuto femminile. Questa scoperta ha portato all’identificazione di un segnale emesso dal tessuto materno che attira i tubi pollinici, guidandoli lungo il tessuto staminale e conducendoli al sito della fecondazione. È questo segnale che permette una gestione precisa della guida uno a uno dei tubi pollinici.
Il processo di guida uno a uno dei tubi pollinici è cruciale per la riproduzione delle piante, poiché implica il preciso posizionamento dei tubi pollinici individuali verso singoli ovuli. Questo meccanismo assicura il successo della fecondazione delle angiosperme, facilitando un’accoppiamento specifico tra gli ovuli e i singoli tubi pollinici.
Le piante sono in grado di rifiutare alcuni corteggiatori
Inoltre, oltre al segnale che promuove l’attrazione tra gli individui, il team è stato sorpreso nel trovare un segnale di repulsione. Dopo aver attirato un tubo pollinico, questo segnale di repulsione scoraggia ulteriori tubi pollinici dall’attrarsi. Questo meccanismo non solo impedisce il sovraccarico di un singolo ovulo con più spermatozoi, ma indirizza anche i tubi pollinici respinti verso altri ovuli non ancora accoppiati.
Ulteriori analisi hanno svelato la complessità di questo processo di guida dei tubi pollinici, rivelando un intricato meccanismo di regolazione che coinvolge varie cellule sia nelle piante maschili che femminili. Questa regolazione precisa è essenziale per garantire una fertilizzazione efficace e una produzione efficiente di sementi, soprattutto in condizioni ambientali avverse.
