Come si sviluppa la caratteristica forma delle mele?

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Un gruppo di ricercatori, composto da matematici e fisici, ha utilizzato basi teoriche e verifiche sperimentali per comprendere i processi che portano allo sviluppo delle mele, e della loro forma caratteristica.

Le mele sono tra i frutti più antichi e riconoscibili al mondo; infatti, presentano una struttura relativamente sferica ad eccezione della caratteristica fossetta nella parte superiore adibita allo stelo. A tal proposito, L. Mahadevan, professore di matematica applicata, di biologia e di fisica presso la Harvard John A. Paulson School (SEAS), e principale autore della ricerca, ha affermato:” Le forme biologiche sono spesso caratterizzate dalla presenza di strutture che fungono da punti focali. Questi punti possono talvolta assumere la forma di una singolarità in cui sono localizzate le deformazioni, un esempio onnipresente si può osservare nella cuspide di una mela, la fossetta interna dove lo stelo incontra il frutto”.

Il recente studio, pubblicato su “Nature Physics”, si è basato sulle osservazioni delle mele in diverse fasi di crescita per mappare lo sviluppo della caratteristica fossetta superiore. In questo senso, i ricercatori hanno utilizzato un elaborato matematico noto come teoria della singolarità, che può descrivere una moltitudine di fenomeni complessi, come ad esempio diversi tipi di buchi neri. Partendo da questo quadro teorico, gli studiosi hanno utilizzato delle simulazioni numeriche per comprendere come la crescita differenziale tra la corteccia del frutto e il nucleo dello stesso, sviluppi la formazione della cuspide. Hanno quindi corroborato le simulazioni con verifiche sperimentali che imitavano la crescita delle mele mediante un gel apposito (che si gonfia nel tempo). Gli esperimenti hanno mostrato che diversi tassi di crescita tra la massa della mela e la regione del gambo hanno originato una forma a fossetta sulla cuspide del frutto.

"Essere in grado di controllare e riprodurre la morfogenesi delle cuspidi in laboratorio è stato particolarmente entusiasmante", ha affermato Aditi Chakrabarti, borsista post-dottorato alla SEAS e coautore della pubblicazione. "Variando la geometria e la composizione degli effetti prodotti dal gel si possono formano più cuspidi". A proposito di mele, avete letto il nostro articolo sulla mela estinta del Colorado?

(Fonte immagine in calce: Harvard SEAS)

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