La scienza rivela come la frutta tiene sotto controllo la maturazione fino al momento giusto

Grazie all’etilene, una mela marcia rovina tutto.

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Se hai mai provato a far maturare un pezzo di frutta infilandolo in un sacchetto con una banana, hai sfruttato il potere dell’etilene.

L’etilene è un importante ormone vegetale. Nelle banane e in molti altri frutti, la produzione di etilene aumenta quando il frutto è pronto a maturare. Questa impennata innesca la trasformazione di un frutto duro, verde e opaco in una cosa tenera, sgargiante e dolce, pronta da mangiare.

Gli scienziati hanno studiato il ruolo dell’etilene nella fisiologia delle piante per più di un secolo e l’industria dei prodotti ha usato a lungo il gas per manipolare la maturazione. Ma come i frutti regolano la produzione dell’ormone è stato un mistero. Ora gli scienziati hanno trovato un interruttore principale che porta la pianta ad aumentare la produzione di etilene quando il tempo è, beh, maturo.

In uno studio pubblicato lunedì su Nature Plants, i ricercatori hanno scoperto che prima che un frutto sia pronto a maturare, questo interruttore principale impedisce ai geni legati alla maturazione di essere attivati prima del tempo.

Fare scattare l’interruttore principale “è come rompere il vetro di un allarme antincendio”, dice il coautore dello studio James Giovannoni, un biologo molecolare delle piante presso il Dipartimento dell’Agricoltura degli Stati Uniti e la Cornell University. “Una volta che si tira quella leva, le cose cominciano davvero ad accadere”.

L’interruttore è fondamentale perché maturare troppo presto può avere conseguenze disastrose per la pianta – potrebbe perdere la sua possibilità di procreare. Fare frutti carnosi e deliziosi è una strategia: il gioco finale è far sì che un animale mangi il frutto e disperda i semi al suo interno.

Quando l’interruttore di maturazione viene attivato, i geni vengono attivati. Questo rende il frutto pronto per essere mangiato: la pianta aumenta la produzione di zucchero nel frutto e inizia a produrre composti dall’odore dolce per tentare il naso dell’animale e pigmenti che catturano l’occhio dell’animale.

In alcuni frutti, l’attivazione dell’interruttore di maturazione porta anche all’attivazione dei macchinari per produrre etilene. La maturazione della frutta non avviene in un momento, ma nel tempo. Una volta che il frutto inizia a sintetizzare l’etilene, l’ormone mantiene tutto ciò che deve essere acceso, acceso, sostenendo il processo di maturazione.

Questo spiega perché il trucco della banana nel sacchetto funziona e perché a volte non funziona. Se un frutto è esposto all’etilene molto prima della sua maturazione, non farà molto. Infatti, in alcuni frutti può bloccare la maturazione. Ma in certi frutti, l’esposizione al gas nella finestra critica spingerà la maturazione. Ora sappiamo che per frutti come mele, banane, pesche, manghi, pere e pomodori, questa finestra si apre quando l’interruttore principale viene premuto. Per i frutti che ignorano l’etilene, come l’uva, l’ananas e molte bacche, il trucco del sacchetto non funzionerà.

Controllare quando e dove l’etilene è acceso è un delicato atto di equilibrio per la pianta. L’etilene non è solo coinvolto nella maturazione, è anche un ormone dello stress. Quando una parte della pianta come una foglia viene attaccata o danneggiata, l’etilene dà il via al processo di decadimento, facendo appassire e amputare le parti danneggiate.

Ha senso intuitivo che l’etilene sia coinvolto sia nella maturazione che nel decadimento, dice Harry Klee, un esperto di genetica e biochimica della frutta all’Università della Florida a Gainesville, che non ha partecipato allo studio.

“La maturazione della frutta è l’inizio del decadimento,” dice Klee. “Ci capita di raccoglierla e mangiarla in una fase, ma è sulla buona strada per diventare un sacco di poltiglia.”

L’uomo ha sfruttato i poteri di maturazione dell’etilene per secoli. Gli antichi egizi affettavano i fichi, innescando il rilascio dell’etilene e migliorando il processo di maturazione. I contadini cinesi facevano maturare le pere bruciando incenso nei magazzini delle pere. Il detto “una mela marcia rovina tutto” si riferisce a come l’etilene rilasciato da una mela in decomposizione spingerà le mele vicine a maturare e alla fine a decomporsi anch’esse.

Un’osservazione critica dell’attività legata allo stress dell’etilene è arrivata alla fine del 1800, quando gli scienziati hanno notato che il gas emesso dai lampioni spingeva gli alberi vicini ad appassire e a far cadere le foglie.

Oggi, i distributori di prodotti manipolano regolarmente la maturazione dei frutti che rispondono all’etilene. Banane, pomodori, pesche, pere e alcuni altri frutti sono spesso raccolti quando sono quasi maturi. Questi frutti vengono spediti quando sono ancora sodi e meno soggetti a danni. Poi, i distributori rilasciano etilene nel magazzino che conserva la frutta, facendola maturare ulteriormente prima della consegna al mercato. (Questo a volte può essere disastroso, l’etilene è infiammabile e le esplosioni nei magazzini di frutta hanno ucciso delle persone).

La scoperta dell’interruttore di maturazione potrebbe permettere una regolazione ancora più fine del processo, dice Klee. E i dati generati nel nuovo studio potrebbero aiutare i ricercatori a indagare su una serie di altre questioni legate alla maturazione, compreso il sapore.

Alcuni anni fa Klee e i suoi colleghi hanno scoperto perché i pomodori perdono il loro sapore dopo essere stati bloccati in frigorifero: Il raffreddamento cambia l’attività di importanti geni legati al sapore. Il nuovo studio suggerisce che un simile interruttore di maturazione potrebbe essere il colpevole della frutta insapore.

La ricerca potrebbe anche aiutare i selezionatori a capire la maturazione in frutti che sono meno studiati dei pomodori o delle banane. Poiché gli scienziati sono stati in grado di individuare i geni che vengono attivati dall’interruttore di maturazione, gli allevatori possono ora cercare versioni diverse di quei geni nelle popolazioni selvatiche di frutta. Questo potrebbe portare alla scoperta di nuove varietà che impiegano un tempo più o meno lungo per maturare – il tipo di scoperte che ci portano i frutti anche quando sono fuori stagione.

Rilevare quando l’interruttore di maturazione è pronto per essere lanciato dà ai coltivatori una possibilità più chiara per la finestra di maturazione perfetta. E se possono applicarlo a una serie di frutti, questo potrebbe significare ancora più varietà per noi nelle corsie del supermercato.

Rachel Ehrenberg è una giornalista freelance che vive a Boston. Scrive dell’intersezione tra scienza, cibo, persone e politica. Seguila su Twitter.