“Io sono Groot”: analizziamo il processo di rigenerazione morfologica nel mondo vegetale

La rigenerazione morfologica non è una mera questione di fantascienza: gli organismi vegetali ne fanno già largo uso. 

Nonostante sia chiaro a tutti che la specie umana non sia ancora in grado di rigenerare arti interi, nel mondo vegetale le cose sono sorprendentemente diverse. Il simpatico personaggio di Groot, quello che potrebbe sembrare un incrocio tra una pianta ed un animale senziente, ne è una prova da grande schermo.

Chi è Groot?

Semplificando molto, e senza tener conto della sua entrata in scena nei fumetti, Groot è un personaggio dell’universo Marvel che è apparso per la prima volta al cinema nei “I Guardiani della Galassia Vol. I”, pellicola diretta da James Gunn, celebre anche per aver prodotto Avengers: Endgame e Avengers: Infinity War.

A colpo d’occhio, il nostro Groot potrebbe sembrare un tronco di legno parlante o uno strano arbusto dal vocabolario alquanto ristretto ma, se si volesse trovare una definizione più corretta, lo si potrebbe chiamare “pianta antropomorfa senziente” appartenente al genere Flora colossus. La sua particolarità è quella di poter aumentare di dimensioni, di essere resistente al fuoco e, soprattutto, di poter ricresce, e quindi rinascere, da un ramoscello o da una piccola parte di sé stesso, se distrutto. A differenza delle specie vegetali della nostra Terra (a proposito, il nostro personaggio proviene dal pianeta X), Groot è un organismo vegetale alquanto intelligente, nonostante sia in grado di proferire solamente tre parole, ovvero “Io sono Groot”.

Almeno per quanto ne sappiamo, ad oggi non esistono piante parlanti. Questo personaggio fantascientifico è però un ottimo esempio delle multi – potenzialità della cellula vegetale e ciò che è in grado di fare.

I tessuti vegetali

Anche gli organismi vegetali sono formati da tessuti, composti da un elevato numero di cellule che svolgono una specifica funzione a seconda del ruolo ad esse adibito.

In generale, questi tessuti possono essere divisi in tessuti adulti (o definitivi) completamente differenziati e formati da cellule che tendono a non dividersi più, e meristematici, costituiti da cellule indifferenziate, in attiva proliferazione, da cui nascono tipi cellulari diversi che formeranno i tessuti maturi.

In un organismo vegetale complesso, tra i tessuti meristematici ci sono quelli primari e quelli secondari.

I primari sono quelli che derivano direttamente dal tessuto embrionale. Questi meristemi si trovano ai poli opposti della pianta e quini al suo apice (meristema apicale) e alla sua base (meristema radicale). Entrambi contribuiscono alla crescita in lunghezza della pianta a livello aereo e sotterraneo. I meristemi primari porteranno, nel tempo e nello spazio, allo sviluppo di quello che viene definito il “corpo primario” della pianta.

I meristemi secondari si trovano invece nell’organismo adulto e non sono quindi presenti nell’embrione. Dalla divisione di queste cellule secondarie derivano poi i “tessuti secondari” e, generalizzando, il corpo secondario della pianta (crescita in larghezza).

Ma quindi Groot come ricresce?

Il protagonista di questo articolo, che abbiamo detto essere una pianta antropomorfa, non è proprio una pianta come la intendiamo noi. Non ha foglie, non fa fiori e, per quello che ne sappiamo, tantomeno è in grado di crescere frutti. Al posto delle radici ha gambe e piedi e al posto dei rami ha braccia, mani ed una testa con un bel paio di occhioni profondi.

Sugli schermi, nel corso degli anni, lo abbiamo visto di diverse altezze e stazze. Nel Volume I compare adulto, mentre nel Volume II lo ritroviamo bambino, in quanto, specificato direttamente dal James Gunn in persona, questo Groot non è altro che il figlio del personaggio originale. Nel volume III invece, si presenta più muscoloso e possente che mai. Insomma, Groot è un personaggio in continua morfogenesi e non si presenta mai uguale a sé stesso, ma come fa?

Come abbiamo accennato nel paragrafo precedente, gli organismi vegetali presentano dei tessuti indifferenziati, chiamati generalmente meristematici, da cui si originano nuove cellule, inizialmente prive di caratteristiche specializzate che, nel tempo, adempiranno ad una funzione precisa. Possiamo quindi supporre che un Baby Groot accresca le sue dimensioni aumentando il numero di cellule nelle appendici inferiori, quindi gambe e piedi, a partire dal meristema radicale, mentre fusto, braccia e testa da un meristema apicale. Il suo corpo, dalle sembianze di un piccolo umanoide, sarà quindi formato da tessuti di origine primaria le cui cellule si sono specializzate per dare, a noi spettatori, l’idea di un ingenuo bambino vegetale. Un Groot adulto, formato non più da tessuti embrionali, accrescerà quindi le sue dimensioni a partire dai suoi meristemi secondari, aumentando anche di stazza e mettendo su “muscoli”.

In natura, quando ci si appresta a potare gli alberi da giardino, si può notare come i rami recisi non ricrescano come prima, ovvero non si allunghino nuovamente a partire dal taglio netto effettuato. Dopo uno stress naturale o di origine antropica, una pianta ricresce a livello di quelli che vengono chiamati germogli. Più scientificamente questi sono gemme ascellari che si trovano a livello di un nodo, ovvero la ramificazione di una appendice laterale della pianta. A questo livello dunque, possiamo trovare cellule indifferenziate che daranno origine a nuove foglie e poi, con il passare del tempo, ai primordi dei nuovi rami.

Le piante, dunque, non rigenerano i propri arti nel senso stretto del termine, ma hanno la possibilità di continuare a crescere e sviluppare altre appendici a partire da quelle recise. La specialità di Groot, che pur assomigliando molto ad un albero non lo è proprio del tutto, non è solo quella di accrescere le sue dimensioni aumentando il proprio numero di cellule, ma è anche quella di riformare parti del suo corpo a piacimento, in tempi record. Se perde un braccio, o una gamba, esso sarà in grado di riformarla esattamente uguale a prima e dal punto preciso in cui è stato reciso l’arto.

Si può dunque ipotizzare che Groot non abbia isole meristematiche localizzate solamente in determinati punti del proprio corpo (come una pianta) ma che, potenzialmente, qualsiasi cellula, già matura e con un compito ben preciso, possa essere in grado di de – specializzarsi, tornare a dividersi e specializzarsi nuovamente non solo per cicatrizzare una ferita, ma anche per guarirla del tutto e ricostituire parti mancanti dell’organismo.

Totipotenza

In realtà, anche le piante del nostro pianeta hanno una sorta di super potere.

Il botanico Gottilieb Haberlandt (1902) è stato il primo scienziato a evidenziare il fenomeno della totipotenza in organismi vegetali. Con questo termine si indica la potenziale capacità delle cellule di dare origine a tutti i tipi cellulari presenti in un organismo e quindi di poterlo rigenerare ex novo. La speranza del nostro Gottilieb era quindi quella di ricreare una intera pianta a partire da tessuti vegetali immersi in una soluzione nutriente.

Fu solo nel 1962 però che fu formulata una soluzione innovativa (Toshio Murashige e Folke Skoog), chiamata terreno MS, che permise di arrivare ai risultati desiderati.

Nelle giuste condizioni, le cellule vegetali somatiche (quelle che costituiscono l’organismo) possono essere indotte a abbandonare la propri specifica funzione e a tornare a dividersi, producendo tutti i tipi cellulari che porteranno ad una nuova pianta.

Dopo aver posizionato su un substrato nutritivo adeguato un tessuto fogliare reciso e aver modulato la espressione genica delle cellule presenti, si arriva alla formazione di quello che viene chiamato callo. Questa struttura non è altro che un insieme di cellule in proliferazione e completamente disorganizzate che ha però riacquisito caratteristiche simil – embrionali, e quindi meristematiche.

Ad eccezione di alcune cellule altamente specializzate, si possono rigenerare tessuti vegetali, fino ad arrivare ad ottenere un nuovo individuo fertile, il tutto senza l’utilizzo di semi e quindi di fecondazione. L’esempio estremo della totipotenza delle cellule vegetali è la rigenerazione di un intero organismo a partire da una singola cellula.

Le talee

Da quanto abbiamo visto nei film e da quanto detto da James Gunn in persona, Baby Groot nasce a partire da un ramoscello, e quindi da un singolo pezzo del Groot che si è sacrificato alla fine del primo film della trilogia “I Guardiani della Galassia”. Rocket, che per chi non lo sapesse è un procione parlante geneticamente modificato, ne raccoglie i pezzi rimasti e li pianta in un vaso, aspettando che il suo compagno di avventure ricresca.

A dirla tutta, non è per nulla strano che una pianta possa rinascere da un pezzo di sé stessa. Quante volte ci è capitato che un nostro conoscente proferisse frasi del tipo: “Aspetta che prendo un pezzo di quella pianta e gli faccio fare radici”? Con il termine talea infatti si fa riferimento a un piccolo frammetto di una pianta che, se tagliato correttamente e sistemato in acqua o in un terreno apposito, riesce a sviluppare radici e quindi a formare un clone della pianta originaria.

Se noi umani ci tagliassimo un braccio o un piede e lo piantassimo in un vaso, da esso non ricrescerebbe certamente una copia di noi stessi, ma per le piante non vale la stessa regola. Le loro forti capacità rigenerative infatti permettono loro di formare nuovi individui, partendo da un talea.

Se siamo colti da una fulminea voglia di giardinaggio, e volessimo duplicare una pianta a partire da una sua piccola parte, la cosa migliore sarebbe raccogliere direttamente un esemplare vegetale con radici (talea radicale) ma, se questo non fosse possibile, alcune specie si riformano tramite una talea fogliare, nonostante il procedimento sia più complicato e meno efficace. Esistono poi altri due tipi di talea: la prima è quella “da legno”, ovvero l’utilizzo di un fusto legnoso come punto di partenza per la crescita della nuova pianta, oppure quella “erbacea”, cioè l’utilizzo di un pezzo di una pianta verde, reciso sotto un nodo e poi piantato in un terreno utile.

Tutto sommato quindi, tenendo conto di quando detto e quanto visto al cinema, il nostro Baby Groot non è altro che una talea legnosa!