Come decidono gli alberi quando e dove crescono i loro rami?

La risposta completa è piuttosto complicata, ma la versione breve è che le piante hanno ormoni proprio come gli animali. Hanno ormoni della crescita e la capacità di percepire la luce e la direzione di gravità. La maggior parte delle piante cerca di crescere verso la luce e contro la gravità. Molte piante crescono anche di più in estate perché avvertono che le giornate sono più lunghe. Sono stati condotti esperimenti con piante mantenute in ambienti simili ma con differenti durate di luce, ed è stato scoperto che è possibile far fiorire alcune piante a seconda della durata dell’accensione delle luci.

Gli alberi comunicano usando ormoni diversi. Questi ormoni sono prodotti da foglie e rami in risposta a diverse condizioni come diversi tipi di luce, temperatura, umidità, stress e gravità. Questi ormoni influenzano quindi il modo in cui crescono gli altri rami a seconda della loro codifica genetica. E questo determina la forma dell’albero. Gli ormoni possono anche essere trasferiti su alberi diversi attraverso l’aria o le radici e quindi modellare l’intera foresta. Questa è un’area di ricerca molto attiva in cui studiamo come crescono piante diverse in condizioni diverse e controlliamo anche cosa fanno le diverse mutazioni ai modelli di crescita. Una delle novità più eccitanti in questo lavoro è che la ISS ha recentemente ottenuto una piccola serra che ci consente di coltivare piante senza gli effetti della gravità. Questo non solo ci permetterà di comprendere meglio l’effetto della gravità sulla crescita delle piante, ma rimuovendo l’effetto della gravità possiamo vedere meglio altri effetti che potrebbero essere nascosti da noi.

Per completare e approfondire ciò che è già stato risposto, è un mix di influenze dalla genetica e dalle condizioni ambientali (come per ogni cosa in biologia in realtà). Uno stelo o un ramo di solito terminano con un bocciolo (chiamato bocciolo apicale) che contiene uno speciale gruppo di cellule chiamato meristema. I meristemi sono il luogo in cui si verifica la moltiplicazione cellulare in una pianta e così sono ciò che consente a una pianta di crescere. Durante la stagione della crescita, questo meristema apicale produrrà nuove cellule alla base del bocciolo e quelle cellule si allungheranno, il che farà crescere il ramo più a lungo. Come altri hanno detto, questo processo è controllato dagli ormoni (il principale viene chiamato auxina) e quegli ormoni sono fortemente sensibili alle condizioni ambientali. Ad esempio, la luce distrugge l’auxina, che farà crescere il lato in ombra di uno stelo più dell’altro lato e lo stelo andrà “via”. verso la sorgente luminosa. Di tanto in tanto, durante questo periodo, il meristema produrrà una foglia e sulla sommità della giunzione tra la foglia e il ramo, un piccolo pezzo di meristema si separerà per creare un nuovo germoglio (chiamato germoglio ascellare). Questa gemma rimarrà dormiente fino alla prossima stagione di crescita (dove ci sono diverse stagioni) e quindi inizierà ad essere attiva allo stesso modo della gemma apicale (in realtà è una gemma apicale a questo punto) e si svilupperà in un nuovo ramo. Il ritmo e i luoghi in cui verranno prodotte le foglie e le gemme ascellari sono principalmente controllati dalla genetica. Quindi, per riassumere, condizioni ambientali come la luce (ma anche il vento, la gravità, il pascolo degli animali, …) controllano la forma dei rami e dove vanno, e la genetica controlla quando e dove viene prodotto un nuovo ramo.

Il tronco cresce.

Il ramo esce da un lato.

Il ramo successivo deve crescere su un lato diverso, per non bloccare la luce sul primo ramo.

Il ramo successivo deve crescere di nuovo con un’angolazione diversa, per non bloccare la luce che va ai primi due rami.

Quindi i rami devono crescere in un angolo che minimizzi l’interferenza con i rami precedenti.

Risulta, l’angolo migliore è il rapporto aureo.

Versione interattiva qui https://www.mathsisfun.com/numbers/nature-golden-ratio-fibonacci.html

Per impostazione predefinita, gli alberi vogliono fare rami ovunque, ma la parte superiore dell’albero invia un segnale giù dicendo: “no!” Man mano che il tronco cresce più in alto, le parti inferiori dell’albero iniziano ad avere difficoltà a sentire la cima e iniziano a far crescere un ramo. Quel ramo si trasforma in un mini-tronco, dicendo anche, “no!” a tutte le altre parti dell’albero pensando di fare un ramo. Questo continua a succedere ancora e ancora. Alberi diversi hanno punte più forti, parti che hanno un udito migliore o peggiore e parti che alla fine decidono di smettere di crescere, ed è così che otteniamo così tante diverse forme di alberi.

Grida in alto dell’albero=auxina e altri ormoni rilasciati dai meristemi.

Resto dell’albero=strati attivi di cellule appena sotto la corteccia / derma.

Ascolto=risposte regolatorie genetiche alle auxine / ormoni.