Un ruolo importante nella diversità delle forme della natura è giocato sia da caratteristiche intrinseche degli organismi, come la forza dei legami molecolari, le proprietà delle membrane cellulari o l’attività metabolica, sia da fattori esterni, dalla temperatura alla disponibilità di risorse. L’importanza di questo ruolo nei processi evolutivi è comune a tutto il mondo biologico ma gli studi che l’hanno analizzato si sono concentrati prevalentemente sul Regno Animale.

Ciò nonostante, le piante offrono degli eccellenti e affascinanti modelli per indagare queste dinamiche di sviluppo. Ne è un buon esempio uno studio pubblicato a gennaio su Physical Review Letters, a firma di Kaare Jensen, dell’Università di Harvard, e Maciej Zwieniecki, dell’Università della California.

Il punto centrale del lavoro dei due scienziati  è il rapporto fra altezza degli alberi e dimensione delle foglie. Nelle angiosperme, la dimensione delle foglie può variare molto, da pochi millimetri  fino a più di un metro. Questa grande variabilità si osserva però solo negli alberi più piccoli e diminuisce con l’aumentare dell’altezza della pianta. Gli alberi più alti si trovano esclusivamente in quegli ambienti nei quali è minimo lo stress causato da vento e pioggia, stress che costituisce uno dei fattori estrinseci più limitanti per lo sviluppo delle foglie.

Se negli alberi più alti questo tipo di stress è più debole, quali altri fattori limitano la variabilità delle dimensioni delle foglie?

La risposta, secondo Jensen e Zwieniecki, sta nelle proprietà della rete di trasporto dei carboidrati delle piante. Studiando la biofisica dei flussi energetici, i due studiosi americani hanno individuato due caratteristiche – il flusso minimo di energia e il calo nell’efficienza di trasporto dei nutrienti – che spiegherebbero con efficacia la scarsa variabilità della dimensione delle foglie negli alberi più alti. La combinazione di questi due fattori, inoltre, suggerisce un’altezza ideale della pianta di circa cento metri, un valore molto vicino all’altezza massima mai riportata in natura.

Il modello che esce da questo studio fornisce quindi un’interessante interpretazione di come l’interazione fra stress ambientale e meccanismi intrinseci di trasporto e distribuzione delle risorse energetiche possano influire sullo sviluppo e la diversificazione delle forme delle foglie.

Michele Bellone