La Scoperta



  Sebbene generalmente sia associato alla teoria dell'evoluzione per selezione naturale, C. Darwin in realtà compì anche parecchi esperimenti che contribuirono alla conoscenza dell'accrescimento e dello sviluppo delle piante.
Alcuni dei suoi esperimenti furono pubblicati nel 1881 in un libro intitolato The Power of Movement in Plants.
Nel 1880, Darwin collaborò con suo figlio Francis a uno studio sulla tendenza delle piante a piegarsi verso la luce, in cui esaminarono l'accrescimento di plantule di miglio lungo (Phalaris canariensis)  esposte alla luce proveniente da una sola direzione.
Darwin padre e figlio dimostrarono che la luce proveniente da una sola direzione fa inclinare il giovane germoglio verso la luce.
Come in molte altre piante erbacee, le plantule di canaria formano un involucro protettivo (coleottile) che protegge le foglie giovani e il meristema apicale.
Essi osservarono che se si copriva con un involucro l'apice del coleottile il germoglio non si inclinava. Al contrario  se si lasciava scoperto l'apice e si copriva la porzione di coleottile immediatamente sottostante il germoglio si piegava ugualmente in direzione della sorgente luminosa (figura 1).
 In base ai risultati ottenuti i due Darwin conclusero che la punta del coleottile influenzava in qualche modo l'accrescimento cellulare, facendo piegare il germoglio verso la luce. Essi sapevano che quasi sempre l'accrescimento di una pianta è dovuta all'allungamento cellulare, che ha luogo parecchi millimetri più in basso dell'apice del coleottile; per spiegare come mai l'apice del coleottile influenzasse la distensione da una distanza di parecchi millimetri, i Darwin ipotizzarono che in questa regione fosse prodotto un segnale di crescita che viaggiando lungo il germoglio, induceva le cellule a ingrandirsi in misura diversa.
Per confermare tale ipotesi provarono a tagliare l'apice del coleottile e ad esporre la restante parte della piantina alla luce unidirezionale . Come previsto non si verificò nessun ripiegamento in direzione della luce (Darwin, 1880).
Nel 1907 Fitting cercò di capire quale effetto venisse indotto nel germoglio da un'incisione fatta sul lato illuminato o su quello oscuro della piantina. Egli sperava, così facendo, di capire se la traslocazione del segnale avvenisse su un particolare lato del germoglio. L'esperimento non diede però i risultati sperati poichè il segnale si dimostrò in grado di attraversare o aggirare l'incisione(Fitting, 1907).
 Nel 1910, il botanico danese Peter Boysen-Jensen (Hjerting, 1883 — Frederiksberg, 1959) attraverso due serie di esperimenti dimostrò che il segnale di crescita era probabilmente una sostanza chimica, che faceva allungare le cellule poste sul lato della pianta rimasto al buio più di quelle che si trovavano sul lato illuminato.
Nel suo esperimento Boysen-Jensen asportò la punta del coleottile ,collocò un blocchetto di gelatina permeabile all'acqua sul germoglio tagliato  e poi rimise la punta del coleottile sopra la gelatina.
Quando espose nuovamente alla luce le piantine , il germoglio si curvò nella direzione della luce a dimostrazione che il segnale di crescita aveva attraversato la gelatina.
 Poiché le sostanze chimiche in soluzione possono attraversare la gelatina, Boysen-Jensen concluse che lo stimolo alla crescita doveva essere una sostanza chimica.
 In un altro esperimento Boysen-Jensen inserì parzialmente nel germoglio , ora dal lato illuminato , ora dal lato oscuro, dei frammenti di mica, insolubili in acqua, che bloccano il passaggio delle sostanze in soluzione. Solo i germogli in cui la mica era stata inserita sul lato illuminato si inclinarono verso la luce, mentre non si inclinò nessuna delle piantine in cui la mica era stata inserita sul lato oscuro.
Boysen-Jensen concluse che, in questo caso, la mica bloccava il movimento verso il basso dello stimolo alla crescita; in circostanze normali quindi una concentrazione più alta del fattore di crescita sulla faccia buia  determinava un maggiore allungamento cellulare su questo lato, facendo inclinare il germoglio dalla parte opposta, verso la luce(Boysen-Jensen ,1913).
Nel 1918 le ricerche condotte da A. Paal fornirono altre prove del fatto che una sostanza stimolante proveniente dalla punta del coleottile fosse responsabile dell'inclinazione verso la luce.
Paal asportò la punta dei coleottili e li spostò da una parte o dall'altra del germoglio; poi tenne le piante al buio. Non aveva importanza da che parte Paal avesse spostato l'apice tagliato: la piantina si piegava sempre nella direzione opposta. Lo studio di Paal dimostrò che lo stimolo alla crescita aveva origine nella punta del coleottile e induceva l'allungamento delle cellule immediatamente sottostanti , facendo inclinare la plantula (Paal, 1918).
Soding empliò le conoscenze su tale trasmettitore. Egli dimostrò che asportando l'apice al coleottile se ne  rallentava la crescita  mentre se lo si asportava ma poi lo si riposizionava la crescita continuava
(Soding, 1925).
Nel 1926 gli esperimenti di F. Went dimostrarono definitivamente che l'induttore della crescita era una sostanza chimica.
Egli depose punte di coleottile recise sull'agar, facendo in modo che il fattore di crescita diffondesse nell'agar, e poi tolse le punte. Quindi mise un blocchetto di agar così impregnato su un germoglio al quale aveva reciso il coleottile. Come controllo depose altri germogli decapitati dei blocchetti di agar semplice: nessuno dei fusticini trattati con semplice agar si allungò, mentre tutti quelli trattati con agar contenente il succo di coleottile crebbero ben diritti (figura 2)(Went, 1926). Spostando da un lato i blocchetti con il succo, Went osservò che le piantine decapitate si piegavano dal lato opposto (figura 3). La spiegazione fu che la sostanza per la crescita aveva diffuso nell'agar, inducendo l'accrescimento cellulare. Se si stimolavano tutte le cellule, le piante crescevano diritte, se si stimolavano solo quelle di un lato, la piantina si piegava. Went chiamò auxina la sostanza chimica induttrice dell'accrescimento.
Nel 1928 Went mise anche a punto un saggio biologico, detto test di curvatura dell'avena, per stimare la quantità di auxina in un campione misurando la curvatura che si verificava in un coleottile (Went, 1928).
Alla metà degli anni 30 i lavori svolti principalmente da K. Kogl e A. J. Haagen Smit, in Olanda e da K. Thimann negli Stati Uniti portarono alla scoperta che l'auxina è l'acido 3-indolacetico (Kogl e  Haagen Smit,1931).

BIBLIOGRAFIA


Auxine

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