Esperimenti scientifici per bambini – Labirinti per germogli: il fototropismo
Anche se l’accrescimento può essere soggetto a diversi fattori ambientali, l’orientamento della pianta è guidato da tre fattori principali che sono il fototropismo, il gravitropismo e il tigmotropismo:
– il fototropismo, o crescita verso la luce, assicura che le foglie ricevano una quantità ottimale di luce per la fotosintesi;
– il gravitropismo, o crescita in risposta alla gravità, permette alle radici di crescere nel suolo verso il basso e ai fusti di crescere verso l’alto, lontano dal suolo;
– il tigmotropismo, o crescita a seguito di contatto, permette alle radici di crescere attorno agli ostacoli ed permette alle piante rampicanti di avvolgersi attorno alle strutture di supporto.
Il fototropismo è mediato dall’auxina (un ormone vegetale della crescita). L’auxina si forma nell’apice e poi scende distribuendosi uniformemente in tutte le cellule della pianta, ma se l’illuminazione non proviene dall’alto, l’auxina anziché distribuirsi uniformemente si sposta verso il lato non illuminato. L’accumulo di questo ormone determinerà crescita maggiore nel lato in ombra, con conseguente piegamento verso la luce.
Il fototropismo è stato descritto per la prima volta da Darwin, ed è stato osservato anche nel plancton acquatico.
Esperimenti scientifici per bambini – Labirinti per germogli: il fototropismo
Materiale necessario per costruire il labirinto:
– una scatola di cartone con coperchio, possibilmente di colore scuro
– ritagli di cartone, possibilmente di colore scuro
Piantine:
l’esperimento riesce particolarmente bene utilizzando patate, patate dolci o cipolle germogliate che possono essere messe in un vaso di terriccio ben bagnato, oppure sospese in un vaso d’acqua con degli stecchini di legno:
photo credit http://amicidellortodue.blogspot.it/
oppure piantando un seme di fagiolo in un vasetto con un po’ di terriccio ben bagnato:
photo credit: http://lalica.wordpress.com/
Se usiamo il vaso con terriccio, sia per la semina, sia per patate e cipolle germogliate, occorrerà di tanto in tanto innaffiare, e anche se usiamo il vaso d’acqua dovremo controllare se serve aggiungerne.
Con le patate e le cipolle si può anche provare a metterle nella scatola così, senza acqua né terriccio: contengono in effetti acqua e nutrienti che per un po’ possono assicurare la crescita del germoglio anche in assenza di terra ed acqua. Se scegliete questa soluzione, il processo di sviluppo della pianta potrebbe essere un po’ più lento, ma vi sarà possibile sigillare meglio il coperchio alla scatola.
Esperimenti scientifici per bambini – Labirinti per germogli: il fototropismo
Obiettivi dell’esperimento:
dimostrare l’effetto della luce sulla crescita delle piante.
Esperimenti scientifici per bambini – Labirinti per germogli: il fototropismo
Tempi:
occorreranno circa due settimane dall’esperimento, per poter osservare i risultati. Di più se rinunciate a terriccio ed acqua.
Per preparare i bambini possiamo, nei giorni precedenti, invitarli ad osservare le piante sul davanzale della finestra. Cosa possiamo dire della loro crescita? Che le piante non crescono verso la stanza, ma verso l’esterno della casa. Perchè? Perchè le piante si rivolgono alla luce del sole. Possiamo anche uscire all’aperto ed osservare e confrontare la crescita delle piante che incontriamo.
Esperimenti scientifici per bambini – Labirinti per germogli: il fototropismo
Preparazione della scatola
La scatola può essere preparata in diversi modi, l’importante è che presenti un solo foro in alto per l’ingresso della luce e che i cartoni divisori siano alternati in modo tale da non impedire alla luce di seguire un certo percorso verso la pianta, ed alla pianta di crescere verso il foro, una volta che la scatola sarà chiusa.
I cartoni divisori devono avere esattamente la stessa altezza di quella della scatola, in modo tale da toccare il coperchio, quando la scatola verrà chiusa. Potete farne quanti ne volete. Possono essere di lunghezza diversa, oppure posso essere tutti lunghi come la lunghezza della scatola, e si possono praticare fori (finistrelle di circa 3×3 cm) a distanze diverse per il passaggio della luce.
Alcuni esempi:
photo credit: http://www.epa.gov/
photo credit: http://www.imsa.edu
photo credit http://bangkokpatanascience.blogspot.it/
photo credit: http://archive.blisstree.com/
Per la riuscita ottimale dell’esperimento, naturalmente, la scatola deve essere integra ed il coperchio deve chiudere perfettamente, così la luce può davvero entrare solo attraverso il foro superiore. Si può controllare inserendo una torcia,al buio, nel foro superiore, e si può provvedere a sigillare meglio con l’aiuto del nastro adesivo, ma bisogna ricordare che ogni tanto la scatola deve essere aperta per dare l’acqua alla pianta.
È essenziale che anche i cartoni divisori all’interno siano a tenuta di luce lungo i punti di fissaggio alla parete della scatola e utilizzare nastro adesivo nero può essere una buona soluzione.
Inoltre anche tutti i bordi dei cartoni divisori che toccano il coperchio, quando viene montato, devono essere a tenuta di luce; per impedire alla luce di fuoriuscire al di sopra dei divisori che vengono in contatto con il coperchio si può provvedere a rivestire l’interno del coperchio con un foglio di spugna o qualche strato di feltro, e poi mettere il coperchio premendo delicatamente, in modo tale da comprimere l’imbottitura contro i divisori di cartoni ed i bordi esterni della scatola.
Possiamo anche più semplicemente incappucciare la scatola con un telo nero che presenti solo un foro in corrispondenza del foro per la luce praticato sulla scatola.
Esperimenti scientifici per bambini – Labirinti per germogli: il fototropismo
Cosa fare
Preparata la scatola e il germoglio, posizionare la piantina sul fondo, chiudere col coperchio e posizionare in un luogo soleggiato, in modo che il foro in alto possa ricevere quanta più luce possibile.
Possiamo coi bambini fare previsioni rispetto a quello che accadrà all’interno della scatola, e i bambini possono provare a disegnarle.
Si può approfittare dell’apertura della scatola per le innaffiature, per fare misurazioni e registrazioni.
Quanto velocemente può la vostra pianta di fagioli o di patate crescere? Patate e fagioli sono piante che crescono molto in fretta: una pianta di fagioli raggiunge l’altezza di circa 50 centimetri in tre settimane, e una pianta di patata cresce fino a 60 centimetri in quattro settimane. I bambini possono usare un righello per misurare la crescita della pianta, e fare un segno all’interno della scatola . Queste misurazioni possono essere fatte ogni giorno. Osserveremo che durante i primi giorni la crescita sarà molto molto lenta, ma poi accelererà notevolmente dopo il terzo o quarto giorno, soprattutto se saremo costanti con le innaffiature.
Possono inoltre essere preparate delle “scatole di controllo”. La più interessante sarà quella preparata come spiegato, ma poi, invece di essere esposta al sole col foro in alto, la si può appendere a un sostegno alto, in modo che l’apertura per la luce venga a trovarsi in basso. Cosa accadrà alla piantina in questa scatola? Sarà in grado di sfidare la forza di gravità e crescere a testa in giù per raggiungere la luce?
Esperimenti scientifici per bambini – Labirinti per germogli: il fototropismo
Conclusioni possibili
Le piante, che appaiono immobili per definizione in quanto saldamente ancorate alla terra con le loro radici, in realtà sono in grado di compiere movimenti in risposta a stimoli esterni.
La luce solare è essenziale per la crescita delle piante, e le piante fanno tutto il possibile per riceverla.
Coi bambini più grandi possiamo parlare nello specifico del fototropismo e dei suoi meccanismi ricorrendo ai termini esatti, oppure presentare il fenomeno a partire da ciò che è direttamente osservabile.
Le piante, come tutti gli esseri viventi, sono costituiti da piccole unità chiamate cellule. Nelle piante, alcune cellule presenti nelle foglie e negli steli sono sensibili alla luce. Mentre gli esseri umani e altri animali mangiano cibo per ottenere energia, le piante ricavano l’energia che serve loro per vivere dal sole. Una pianta che non può ricevere una quantità di luce adeguata può morire, e per questo ogni pianta cerca sempre di crescere in direzione del sole. Per la nostra piantina chiusa nel labirinto, anche la piccola quantità di luce che entra attraverso il foro è sufficiente a guidare il germoglio verso l’esterno.
All’apertura della scatola potremo notare come il germoglio e le foglioline appaiano biancastre nelle zone più lontane dal foro. Le piante infatti, ricevuta l’energia che serve loro attraverso la luce del sole, producono una sostanza chimica chiamata clorofilla, che è di colore verde. Quando la clorofilla manca, le foglie invece di essere verdi diventano bianchicce, gialle, rossicce, marroncine; come avviene naturalmente in autunno.
Esperimenti scientifici per bambini – Labirinti per germogli: il fototropismo – Fonti:
– http://scienceforcuriousstudents.blogspot.it
– http://www.planet-science.com/
– http://kitchenpantryscientist.com/
– http://plantsinmotion.bio.indiana.edu
– http://bangkokpatanascience.blogspot.it
– http://archive.blisstree.com/
– http://it.wikipedia.org/wiki/Fototropismo
– http://www.tesionline.it/v2/
