Il quimiotropismo è la crescita o il movimento di una pianta o di una parte di pianta in risposta a uno stimolo chimico. Nel chemotropismo positivo, il movimento è verso la sostanza chimica; nel movimento del chemotropismo negativo, è lontano dalla chimica.
Un esempio di questo può essere visto durante l'impollinazione: l'ovaia rilascia zuccheri nel fiore e questi agiscono positivamente per causare polline e produrre un tubo pollinico.
Nel tropismo, la risposta dell'organismo è spesso dovuta alla sua crescita piuttosto che al suo movimento. Esistono molte forme di tropismi e uno di questi è chiamato chemiotropismo.
Caratteristiche del chemiotropismo
Come abbiamo già accennato, il chemiotropismo è la crescita dell'organismo e si basa sulla sua risposta a uno stimolo chimico. La risposta alla crescita può coinvolgere l'intero organismo o parti dell'organismo.
La risposta alla crescita può anche essere positiva o negativa. Un chemiotropismo positivo è quello in cui la risposta della crescita è verso lo stimolo, mentre un chemiotropismo negativo è quando la risposta della crescita è lontana dallo stimolo.
Un altro esempio di movimento chemiotropico è la crescita dei singoli assoni delle cellule neuronali in risposta a segnali extracellulari, che guidano l'assone in via di sviluppo a innervare il tessuto corretto.
La prova del chemiotropismo è stata osservata anche nella rigenerazione neuronale, dove le sostanze chemiotropiche guidano i neuriti gangliari nello stelo neuronale degenerato. Inoltre, l'aggiunta di azoto atmosferico, chiamato anche fissazione dell'azoto, è un esempio di chemiotropismo.
Il chemiotropismo è diverso dalla chemiotassi, la differenza principale è che il chemiotropismo è correlato alla crescita, mentre la chemiotassi è correlata alla locomozione.
Cos'è la chemiotassi?
L'ameba si nutre di altri protisti, alghe e batteri. Deve potersi adattare alla temporanea assenza di prede idonee, ad esempio entrando in fasi di riposo. Questa capacità è la chemiotassi.
È probabile che tutte le amebe abbiano questa capacità, poiché darebbe a questi organismi un grande vantaggio. Infatti la chemiotassi è stata dimostrata in amoeba proteus, acanthamoeba, naegleria ed entamoeba. Tuttavia, l'organismo ameboide chemiotattico più studiato è il dictyostelium discoideum.
Il termine "chemiotassi" fu coniato per la prima volta da W. Pfeffer nel 1884. Lo fece per descrivere l'attrazione dello sperma di felce per gli ovuli, ma da allora il fenomeno è stato descritto in batteri e in molte cellule eucariotiche in diverse situazioni.
Le cellule specializzate all'interno dei metazoi hanno mantenuto la capacità di strisciare verso i batteri per eliminarli dal corpo e il loro meccanismo è molto simile a quello usato dagli eucarioti primitivi per trovare batteri per il cibo.
Molto di ciò che sappiamo sulla chemiotassi è stato appreso studiando il dctyostelium discoideum e confrontandolo con i nostri neutrofili, i globuli bianchi che rilevano e consumano batteri invasori nei nostri corpi.
I neutrofili sono cellule differenziate e per la maggior parte non biosintetiche, il che significa che i soliti strumenti biologici molecolari non possono essere utilizzati.
In molti modi, i recettori chemiotattici batterici complessi sembrano funzionare come cervelli rudimentali. Poiché hanno un diametro di poche centinaia di nanometri, li abbiamo chiamati nanobraini.
Ciò solleva una domanda su cosa sia un cervello. Se un cervello è un organo che utilizza le informazioni sensoriali per controllare l'attività motoria, il nanobrain batterico si adatterebbe alla definizione.
Tuttavia, i neurobiologi lottano con questo concetto. Sostengono che i batteri sono troppo piccoli e troppo primitivi per avere un cervello: i cervelli sono relativamente grandi, complessi, essendo assemblaggi multicellulari con i neuroni.
D'altra parte, i neurobiologi non hanno problemi con il concetto di intelligenza artificiale e macchine che funzionano come cervelli.
Considerando l'evoluzione dell'intelligenza artificiale, è ovvio che le dimensioni e l'apparente complessità sono una misura scarsa della potenza di elaborazione. Dopo tutto, i piccoli computer di oggi sono molto più potenti dei loro predecessori più grandi e superficialmente più complessi.
Anche l'idea che i batteri siano primitivi è una falsa nozione, forse derivata dalla stessa fonte che porta a credere che grande sia meglio quando si parla di cervello.
I batteri si sono evoluti per miliardi di anni in più degli animali e, con i loro brevi tempi di generazione e le enormi dimensioni della popolazione, i sistemi batterici sono probabilmente molto più evoluti di qualsiasi cosa il regno animale possa offrire.
Nel tentativo di valutare l'intelligenza batterica ci si imbatte nelle domande fondamentali del comportamento individuale nei confronti della popolazione. Di solito vengono considerati solo comportamenti medi.
Tuttavia, a causa dell'immensa varietà di individualità non genetiche nelle popolazioni batteriche, tra centinaia di batteri che nuotano in un gradiente attraente, alcuni nuotano continuamente nella direzione preferita.
Questi ragazzi stanno facendo tutte le mosse giuste per sbaglio? E che dire dei pochi che nuotano nella direzione sbagliata, lungo il gradiente allettante?
Oltre ad essere attratti dai nutrienti nel loro ambiente, i batteri secernono molecole di segnalazione in modi che tendono ad associarsi in assemblaggi multicellulari dove ci sono altre interazioni sociali che portano a processi come la formazione di biofilm e la patogenesi.
Sebbene ben caratterizzate rispetto ai suoi singoli componenti, le complessità delle interazioni tra i componenti del sistema chemiotassi hanno appena iniziato ad essere considerate e apprezzate.
Per ora, la scienza lascia aperta la questione di come siano realmente i batteri intelligenti finché non si avrà una comprensione più completa di ciò che potrebbero pensare e di quanto potrebbero parlare tra loro.
Riferimenti
- Daniel J Webre. Chemiotassi batterica (sf). Currente biology. cell.com.
- Cos'è Chemotaxis (sf) .. igi-global.com.
- Chemiotassi (nd). bms.ed.ac.uk.
- Tropism (marzo 2003). Encyclopædia Britannica. britannica.com.