Il primo tentativo di misurare il biomagnetismo vegetale fallisce

Le misurazioni sensibili del campo magnetico offrono ai biologi una finestra unica sulla funzione elettrica del corpo. La tecnica della magnetoencefalografia, ad esempio, sta producendo sorprendenti intuizioni sul modo in cui funziona il cervello umano.



Ma che dire delle piante, chiedi a Eric Corsini e compagni dell'Università della California, a Berkeley. Sicuramente, sono stati troppo a lungo ignorati. A nostra conoscenza, nessuno ha ancora rilevato il campo magnetico di una pianta, dicono. Questi ragazzi hanno coraggiosamente deciso di correggere questo errore.

C'è stato un tempo in cui i dispositivi superconduttori di interferenza quantistica (SQUIDS) erano le ginocchia delle api quando si trattava di misurare i campi magnetici. Sebbene SQUIDS richieda una serie vertiginosa di accessori per mantenerli operativi a temperature supercool, niente potrebbe migliorare la loro sensibilità o prestazioni.

Tutto ciò è cambiato con i notevoli miglioramenti che sono stati fatti negli ultimi anni con i magnetometri senza rilassamento a scambio di spin (SERF). Questi funzionano inviando un raggio di luce polarizzata circolarmente attraverso una piccola nuvola di atomi di rubidio. Qualsiasi piccolo campo magnetico tende ad allineare gli elettroni negli atomi inducendoli ad assorbire la luce polarizzata che passa attraverso la nuvola. Quindi la quantità di luce trasmessa è una misura della forza del campo.

I SERF sono sensibili almeno quanto SQUIDS, in grado di rilevare campi nel regime nanoG (il campo magnetico terrestre sulla superficie è di circa 500 milliG). Sono piccoli, solo pochi millimetri cubi e, soprattutto, possono funzionare a temperatura ambiente senza complicate operazioni criogeniche.

Di conseguenza, i SERF stanno aprendo tipi completamente nuovi di misurazioni del campo magnetico.

Corsini e compagni hanno usato i loro SERF per tentare di misurare il campo magnetico generato da Trudy, una pianta a fioritura rara che attualmente risiede presso l'Orto botanico dell'Università della California a Berkeley.

Trudy è un amorphophallus, genere che prende il nome dal greco per pene deforme. Fiorisce solo una volta ogni sei anni circa in un evento che è diventato tanto famoso quanto raro. Quando Trudy fiorisce, produce un fetore putrido che ricorda i cadaveri in decomposizione che attrae insetti e turisti per chilometri e chilometri.

Durante questo processo, il suo spadice (la parte deforme del pene del fiore) si riscalda fino a 30 gradi C in cicli di 30 minuti circa.

Corsini e co hanno ragionato che se l'aumento di temperatura è il risultato di correnti ioniche nella pianta allora devono essere associate anche a un campo biomagnetico di circa 10 microG. E la velocità del processo potrebbe rendere possibili le misurazioni in un ragionevole periodo di tempo.

Così lui e gli altri hanno aperto bottega nel giardino botanico dell'Università della California armati di un paio di SERF in grado di effettuare misurazioni così sensibili.

Si scopre, ovviamente, che queste misurazioni sono più complicate di quanto sembrino. La serra di Trudy ha riscaldatori che si accendono e spengono regolarmente per mantenere una temperatura tropicale, è piena di numerosi botanici e turisti che sono tutti curiosi di vedere e annusare Trudy nella sua ora migliore ed è scomodamente vicino alla linea del treno pendolare BART per San Francesco.

Corsini e compagni riprendono il racconto: Abbiamo osservato visivamente l'antesi (inizio della fase di fioritura) intorno alle 21:00 della notte del 22 giugno.

A quel punto stavano già registrando ma cosa hanno visto? I periodi di tempo senza BART (1 - 5 AM) sono chiaramente visibili come periodi relativamente magneticamente silenziosi su ciascuno dei due canali del magnetometro, dicono, aggiungendo che grandi fluttuazioni del campo magnetico sono visibili anche durante gli orari di apertura del Garden (9 AM - 17:00) quando i visitatori si aggirano.

Notano anche alcuni strani salti nelle misurazioni. Le discontinuità nei dati sono state causate dallo spostamento involontario del vaso e/o dei sensori, presumibilmente a causa di visitatori che si sono imbattuti nell'impianto e nelle attrezzature circostanti.

Ma che dire del campo biomagnetico? Corsini e colleghi affermano che le loro misurazioni pongono un limite superiore di 0,6 microG sull'ampiezza del biomagnetismo generato dalla pianta. In altre parole, i campi biomagnetici erano troppo piccoli per essere misurati.

È un peccato, ma cosa è andato storto? È probabile che Corsini e co. abbiano sopravvalutato le dimensioni del campo che le correnti ioniche nell'impianto potrebbero generare. Presumono che il calore sia generato elettromagneticamente, dal flusso di corrente ionica attraverso un resistore.

Potrebbe non essere così. Le vampate di calore di Trudy potrebbero anche essere causate da un qualche tipo di processo chimico esotermico. In tal caso, i campi potrebbero essere troppo piccoli anche per essere prelevati da un SERF.

Ma dovrebbero essere possibili misurazioni più sensibili. Corsini e amici hanno ora in programma di effettuare le loro misurazioni in ambienti più isolati utilizzando piante più maneggevoli. Una trappola per mosche, per esempio, dovrebbe adattarsi perfettamente a un normale laboratorio di fisica e può essere attivata a piacimento.

Trudy meritava sicuramente una prova, date le sue dimensioni e il suo tasso metabolico, ma sembra che dovremo aspettare ancora un po' per il primo rilevamento univoco di un campo biomagnetico generato da una pianta.

Almeno la prossima volta Corsini e compagni potranno svolgere il loro lavoro senza l'aroma di cadaveri in decomposizione nell'aria.

Rif: arxiv.org/abs/1006.3578 : Cerca il biomagnetismo vegetale con un magnetometro atomico sensibile

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