Ognuno di noi attraversa un ciclo quotidiano. Ci alziamo, passare la giornata a mangiare, lavorare e giocare, e poi dormiamo. Incasinare questo ciclo non dormendo, fare il lavoro a turni, viaggiare in un fuso orario diverso o vivere dove ci sono 24 ore di luce o buio può davvero interferire con il nostro benessere e la nostra salute a lungo termine.

La maggior parte delle piante ha cicli simili. Durante il giorno, piccole fattorie solari nelle foglie di una pianta si "svegliano" e convertono la luce solare e l'anidride carbonica in zucchero attraverso la fotosintesi, poi di notte questo sistema si spegne. Molti altri processi dell'impianto seguono un ciclo simile, con alcuni più attivi nel corso della giornata, e alcuni più attivi di notte.

Una nuova ricerca sta facendo luce sull'impatto di questi cicli sui processi di invecchiamento delle piante, e viceversa.

Il ciclo giorno-notte è regolato dai cosiddetti orologi circadiani. Il Premio Nobel 2017 per la fisiologia o la medicina è stato assegnato al dott. Jeffrey Hall e al dott. Michael Rosbash della Brandeis University di Waltham, Massachusetts, insieme al dottor Michael Young, alla Rockefeller University di New York City, per il loro lavoro sulla scoperta del meccanismo alla base degli orologi circadiani nei moscerini della frutta.

Quindi cosa sono gli orologi circadiani?

Gli orologi circadiani sono cicli di 24 ore responsabili del controllo delle funzioni biologiche di base negli esseri viventi come il metabolismo, pressione sanguigna, sonno e livelli ormonali.

Dr Mike Haydon, ricercatore nella segnalazione delle piante, dalla School of BioSciences dell'Università di Melbourne, dice fin dalle scoperte di Drs Hall, Rosbash e Young, ci sono state molte ricerche sugli impatti sulla salute delle interruzioni dei nostri orologi circadiani con l'avanzare dell'età.

"Sappiamo che l'orologio cambia con l'avanzare dell'età, ed è stato implicato in malattie metaboliche come il diabete e l'obesità. Però, non sappiamo molto su come l'orologio influenzi l'invecchiamento delle piante, "dice il dottor Haydon.

Nelle piante, la ricerca ha dimostrato che segnali ambientali come la temperatura e la luce solare regolano i cicli circadiani. Però, metti una pianta in un armadio buio, e molti di questi processi giorno-notte continuano. Ma come? Ricercatori come il dottor Haydon sono affascinati da questo mistero.

"I primi esperimenti riportati che dimostrano i ritmi circadiani nella completa oscurità sono stati fatti nelle piante nel XVIII secolo, " lui dice.

"Questi ritmi biologici si sono evoluti più volte, nelle piante, animali e altri organismi, quindi sono chiaramente importanti."

Vecchio zucchero normale, o saccarosio, recita una parte.

"Negli umani, sappiamo che il nostro ritmo circadiano può essere influenzato da quando mangiamo, e nelle piante è lo stesso, "dice il dottor Haydon.

"Alcuni anni fa io e i miei colleghi abbiamo dimostrato che il saccarosio (prodotto dalla fotosintesi) è necessario per mantenere i ritmi circadiani al buio.

"Abbiamo poi scoperto che alla luce continua, lo zucchero può accorciare il ritmo circadiano, e questi tipi di circuiti di feedback aiutano le piante a mantenere il ciclo ideale.

"Ma non abbiamo davvero capito il meccanismo alla base di questo".

Entra nell'etilene

Etilene, noto come "ormone dell'invecchiamento", è comunemente prodotto dalle piante ed è meglio conosciuto per favorire la maturazione dei frutti, ma ha anche ruoli importanti nella crescita e nelle risposte agli agenti patogeni o ad altri stress.

Le piante rilasciano etilene sotto forma di gas, ecco perché mettere una banana gialla accanto a un avocado può aiutarla a maturare più velocemente.

"Il gas etilene è un modo per le piante di comunicare tra loro, garantendo, Per esempio, i frutti maturano tutti insieme, "dice il dottor Haydon.

Durante l'esplorazione dei geni e delle proteine ​​che regolano l'orologio circadiano nell'Arabidopsis (una piccola pianta da fiore imparentata con il cavolo e la senape), una collaborazione di ricerca guidata dal dottor Haydon e dal professor Alex Webb presso le Università di Melbourne, Cambridge e York hanno scoperto che l'etilene è una delle chiavi per mantenere il ritmo circadiano della pianta.

Il lavoro è stato finanziato dal Consiglio di ricerca sulle biotecnologie e le scienze biologiche del Regno Unito ed è pubblicato sulla rivista Plant Physiology.

"Sapevamo che la produzione di etilene segue il ciclo giorno-notte, ma non sapevamo che si alimenta anche per aiutare a regolare questo ciclo, "dice il dottor Haydon.

"Esiste una rete ben definita di proteine ​​recettoriali e fattori di trascrizione che mediano la segnalazione dell'etilene nelle piante. Questa via di segnalazione dell'etilene promuove i ritmi circadiani agendo sui geni che regolano l'orologio, GIGANTEA, che è regolato anche dallo zucchero.

"Abbiamo scoperto che l'etilene ha ridotto il periodo circadiano, ma questo effetto è stato bloccato dallo zucchero."

Gli altri orologi

Gli orologi circadiani regolano i cicli di 24 ore delle piante, ma il dottor Haydon dice che ci sono altri "orologi" che rispondono a scale temporali più lunghe, come cicli stagionali, e questi processi di invecchiamento a lungo termine, che sono fortemente influenzati dall'etilene, potrebbe essere influenzato da interruzioni degli orologi circadiani.

"Maneggiando questi, potremmo mettere a punto i tassi di sviluppo per ottimizzare i raccolti o la durata di conservazione, " lui dice.

"Banane, Per esempio, vengono tagliati verdi per ridurre i danni durante il trasporto e poi spediti in tutto il mondo. Una volta giunti a destinazione, spesso vengono spruzzati con etilene per farli maturare.

"Ricerche precedenti hanno dimostrato che frutta e verdura dipendono dai loro ritmi circadiani anche dopo la raccolta, "dice il dottor Haydon.

Quindi questo solleva la domanda, dovremmo conservare la nostra frutta e verdura in frigo, o dovremmo permettere loro di mantenere i loro cicli naturali giorno-notte sulla panca della cucina?

Il consiglio del dottor Haydon è di lasciare frutta e verdura fuori dal frigo.

"Anche dopo che sono stati tagliati, le tue verdure sono ancora cellule vegetali viventi. È meglio mantenerli freschi e il più vicino possibile al loro ambiente naturale".