Hai mai osservato attentamente un cavolfiore prima di prepararlo, magari perdendoti nel suo schema incredibilmente bello e regolare? Probabilmente no, ma vale la pena provare. Quello che scoprirai è che quello che a prima vista sembra una struttura amorfa ha una simmetria impressionante. Se guardi bene, vedrai che i tanti fiorellini si assomigliano e sono costituiti da versioni in miniatura di se stessi. In matematica, chiamiamo questa proprietà auto – somiglianza, una caratteristica distintiva degli oggetti geometrici astratti chiamati frattali. Ma perché i cavolfiori hanno questa proprietà? Un nuovo studio, pubblicato sulla rivista Science, ha fornito una risposta.
Ci sono molti esempi di frattali in natura, come cristalli di ghiaccio o rami di alberi. In matematica, il numero di copie di un modello iniziale continua all’infinito. I cavolfiori hanno un alto grado di auto-somiglianza, coinvolgendo sette o più copie dello “stesso” germoglio.
Questo equilibrio è più evidente nel cavolfiore romanesco. Quel che attira l’attenzione in queste trame sono i tralci piramidali molto ben definiti che si accumulano in spirali infinite. Sebbene meno immediatamente evidente, una disposizione simile è presente anche in altri cavolfiori. Le spirali, che si trovano in molte piante, sono il modello principale dell’organizzazione delle piante, un argomento che è stato studiato per oltre 2.000 anni. Ma mentre i cavolfiori condividono le spirali con la maggior parte delle altre piante, la loro somiglianza è unica. Da dove viene questa caratteristica speciale? E le spirali di cavolfiore hanno origine dagli stessi meccanismi delle altre piante?
Un mistero scientifico
Circa 12 anni fa, un team di scienziati iniziò a porre esattamente queste domande. Se si osservano i rami lungo lo stelo di alcune erbacce nel giardino, è possibile constatare come si susseguono, con la stessa angolazione tra ogni coppia successiva. E se ci sono abbastanza rametti lungo quella spirale, si possono vedere altre spirali, sia in senso orario che antiorario. Se si riesce a contare le spirali, normalmente saranno numeri lungo la sequenza di Fibonacci, dove il numero successivo nella sequenza si trova sommando i due numeri precedenti.
In un tipico cavolfiore, aspettati di vedere cinque spirali in senso orario e otto in senso antiorario, o viceversa. Ma perché? Per capire come si sviluppa la geometria delle piante nel corso della loro vita, abbiamo bisogno della matematica. Per scoprire come i cavolfiori crescono nella loro forma particolare dopo la formazione delle prime foglie, i ricercatori hanno costruito un modello che includeva due componenti principali. In particolare, una descrizione della formazione a spirale che vediamo nei grandi cavolfiori e un modello della rete genica sottostante trovata nell’Arabidopsis, una piccola pianta da fiore originaria dell’Europa e dell’Asia. Quindi, hanno cercato di combinare i due in modo da poter scoprire quale genetica ha portato alla struttura del cavolfiore.
Gli scienziati hanno scoperto quattro geni principali cruciali: le loro iniziali sono S, A, L e T. La “A” manca dalle piante da fiore di Arabidopsis che sono mutate per diventare simili a cavolfiore. Ciò che rende il cavolfiore così speciale sono le punte che cercano di fiorire per un po’ di tempo (fino a diverse ore) ma continuano a fallire per mancanza di una “A”. Invece, si sviluppano in steli, che crescono in altri steli e così via, moltiplicandosi quasi all’infinito senza la crescita delle foglie, che dà origine a germogli di cavolfiore quasi identici.
