Julián López Gómez, euronews: “Come aiutare le radici delle piante ad assorbire acqua in modo più efficiente? Per saperlo, seguiamo questo robot”.
Il robot è parte di un meccanismo sviluppato per programmare in tempo reale lo sviluppo di grano e altre colture.
Questi campioni, cresciuti nella terra innaffiata con acqua e nutrienti, vengono passati sotto uno scanner tomografico a raggi x.
“Per migliaia di anni abbiamo coltivato piante, osservando solo la parte che cresce fuori dalla terra – spiega Malcolm Bennett, docente di botanica presso la University of Nottingham – Ma vogliamo che queste piante assorbano meglio i nutrienti e l’acqua. A questo fine, dobbiamo pensare allo sviluppo della radice. Dobbiamo quindi scoprire la parte sotterranea della pianta”.
In questo laboratorio di ricerca all’Università britannica di Nottingham, gli scanner permettono di vedere come le radici di piante diverse si sviluppano nel tempo. Questa tecnologia è simile a quella usata per l’imaging medicale.
Craig Sturrock, agronomo: “Negli ultimi cinque anni, abbiamo ridotto i tempi di scansione, da un’ora a 10 minuti. Abbassando ulteriormente i tempi, potremmo esaminare il processo di crescita della radice in modo ancora più dinamico”.
Le immagini ottenute con gli scanner permettono di creare modelli computerizzati in grado di riprodurre accuratamente lo sviluppo delle radici in terreni diversi e in diverse condizioni di umidità.
“Stiamo esaminando più radici nella stessa immagine. Cerchiamo di separarle per vedere come interagiscono tra di loro nel terreno – spiega Tony Pridmore, informatico – Possiamo anche ottenere una sequenza di immagini, che ci aiuta a capire come crescono le radici. Analizziamo l’immagine per vedere dove si concentra l’acqua, dove si annida l’aria fra gli strati di terra, in modo da studiare l’interazione tra la struttura del terreno e il modo in cui cresce la radice”.
Modelli come questi hanno permesso ai ricercatori coinvolti nel progetto europeo Futureroots di confermare che la forma delle radici influisce effettivamente sulla loro capacità di assorbire acqua e nutrienti.
Ma il team ha scoperto anche qualcosa di nuovo, come racconta Craig Sturrock: “Abbiamo scoperto che, in condizioni di scarsa umidità, le radici laterali non si svilupperanno tanto quanto si svilupperebbero in terreni più umidi. Grazie a queste immagini, possiamo osservare lo sviluppo delle radici dal punto di vista delle cellule. Associati ai meccanismi molecolari, questi dati forniscono un quadro molto completo che può aiutarci a ottenere buoni risultati anche in terreni poco umidi”.
L’obiettivo di questo progetto di ricerca è identificare le componenti genetiche coinvolte nell’assorbimento di acqua e nutrienti da parte delle radici, per sviluppare colture più facilmente adattabili a ogni tipo di terreno.
Stephanie Smith, microbiologa: “Già sappiamo che l’auxina, un ormone vegetale, influisce molto sullo sviluppo delle radici: le variazioni nella presenza di questo ormone danno luogo a radici sottili o ramificate. Ma vogliamo saperne di più: ad esempio, come i nutrienti vengono assorbiti dal suolo, o come la radice assorbe l’acqua”.
Oltre a creare colture più efficienti, i ricercatori affermano che questi studi potranno avere un impatto positivo sulle tecniche di coltivazione, a vantaggio del rispetto ambientale.
“Attualmente, una pianta è in grado di assorbire solo il 40% del fertilizzante applicato – afferma Malcolm Bennett, che del progetto Futureroots è anche il coordinatore – Questo significa che buona parte del fertilizzante si disperde nel terreno, finendo per contaminare le falde d’acqua. L’obiettivo è ridurre la parte superflua di nutrienti e aumentare la quantità che viene effettivamente assorbita dalle piante”.
A questo fine, i ricercatori sottolineano che sarà necessaria ancora molta cooperazione tra agronomi, chimici, matematici, informatici e biologi.
