cambiamenti fisiologici nelle piante come … · 6 3.2 rilevamento dati il rilevamento dei dati...

Liceo cantonale Lugano 1

COMPORTAMENTO ANIMALE E COMUNICAZIONE CELLULARE

CAMBIAMENTI FISIOLOGICI NELLE PIANTE COME

RISULTATO DI DIFFERENTI ESPOSIZIONI SONORE

Docenti responsabili: Prof. Luca Tito Bertini Prof.ssa Manuela Varini Prof. Luca Paltrinieri

Lavoro di maturità di Adrian Soldati

Anno 2010/11

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Indice 1 Abstract .......................................................................................................................................... 3 2 Introduzione ................................................................................................................................... 4

2.1 Scopo del lavoro...................................................................................................................... 5 3 Materiale e metodi ......................................................................................................................... 5

3.1 Struttura sperimentale ............................................................................................................. 5 3.2 Rilevamento dati ..................................................................................................................... 6 3.3 Condizioni ambientali ............................................................................................................. 6 3.4 Definizione dei gruppi di semina ............................................................................................ 6 3.5 Esperimento ............................................................................................................................ 7 3.6 Raccolta e misurazioni morfologiche ..................................................................................... 8 3.7 Test statistici ........................................................................................................................... 9

4 Risultati ........................................................................................................................................ 10 4.1 Grafici delle condizioni ambientali ....................................................................................... 10 4.2 Risultati delle misurazioni .................................................................................................... 11

5 Discussione .................................................................................................................................. 17 5.1 La regolazione della crescita e dello sviluppo della pianta ................................................... 17 5.2 L’influenza dei suoni sulla crescita delle piante ................................................................... 18

5.2.1 Gli ultrasuoni.................................................................................................................. 20 5.3 Analisi e confronto dei risultati ............................................................................................. 20

6 Conclusioni .................................................................................................................................. 22 7 Ringraziamenti ............................................................................................................................. 23 8 Bibliografia .................................................................................................................................. 24

8.1 Sitografia ............................................................................................................................... 25 8.2 Fonte immagini ..................................................................................................................... 25

9 Allegato 1: Tabelle delle misurazioni .......................................................................................... 27 10 Allegato 2: Test statistici.............................................................................................................. 32

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1 Abstract La scienza sta dimostrando che i suoni influenzano la velocità di crescita delle piante e le dimensioni della pianta. In questo lavoro sono stati condotti tre esperimenti con tre esposizioni sonore diverse per misurarne gli effetti sulla crescita della pianta di fagiolo rampicante (Phaseolus vulgaris L.). Le piante sono state esposte alla green music, agli ultrasuoni e a nessun suono per tre settimane. Sono state misurate l’altezza, il diametro delle foglie e la massa secca delle piante. I risultati sono poi stati analizzati con il test statistico ANOVA e hanno dimostrato un effetto positivo della green music sulla crescita della parte aerea della pianta e in particolare sulla lunghezza delle prime foglie. Anche gli ultrasuoni hanno influito positivamente sulla crescita della parte aerea, ma negativamente sulla crescita delle prime foglie. Ulteriori esperimenti sono necessari per confermare questi risultati.

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2 Introduzione Come ogni essere vivente anche le piante hanno bisogno di particolari condizioni ambientali per crescere e per sopravvivere. In generale questi stimoli ambientali si possono riassumere con la temperatura del suolo, riscaldato dai raggi solari, con l’esposizione alla luce, fornita anch’essa dal sole, con la quantità di acqua, che arriva da fonti come la pioggia, e con una varietà di segnali chimici (Telewski, 2006). Il contributo della natura e dell’ambiente non si possono però ridurre a questi quattro fattori. Infatti, la crescita delle piante è influenzata da un intero ecosistema nel quale non troviamo solo forze fisiche e sostanze chimiche, ma anche suoni e rumori. Essi ci sono perché prodotti da diversi elementi, viventi e non, dell’ambiente circostante. Possiamo considerare ad esempio l’influenza che ha il rumore della pioggia, il cinguettio degli uccelli o il fischiare del vento (Sanfo). Le piante sono addirittura in grado di generare suoni attraverso la risonanza di varie strutture, come aghi e spine, mosse dal vento. Come studi neuro-fisiologici hanno dimostrato che i processi psicologici dell’uomo sono influenzati dalla musica (Janata et al., 2002) e come molti di noi, ascoltando musica, si sono resi conto delle conseguenze che ha sul nostro corpo e sulla nostra mente, allora potremmo estendere questa influenza naturale a tutto ciò che è sensibile ai suoni, come lo sono, anche se in modo differente, le piante. Del resto, la teoria evolutiva darwiniana ci ha mostrato quanto tutti gli esseri viventi abbiano in comune molto più di quanto non si pensi e quanto gli esseri viventi siano in grado di adattarsi all’habitat circostante e a evolversi in quanto specie sfruttandolo a proprio vantaggio. Esperimenti condotti mostrano che la vegetazione è in grado di assorbire suoni (Eyring, 1946; Martens & Michelsen, 1981; Price et al., 1988) e che, grazie a questa caratteristica, è in grado di attutire il rumore dell’ambiente urbano (Huisman & Attenborough, 1991; Attenborough, 2002). Le piante sarebbero influenzate da suoni e rumori che più si avvicinano a riprodurre i suoni del loro habitat naturale, come suggeriscono due esperimenti condotti sullo studio delle differenze fisiologiche e biochimiche prodotte da esposizioni ad una musica naturale, alla cosiddetta “green music” (Creath K & Schwartz GE, 2004; Yu - Chuan Qin et al., 2002). Questi esperimenti e soprattutto i risultati ottenuti mostrano delle differenze tra le piante cresciute con o senza questa musica particolare. Sappiamo tutti però che le piante non possiedono un apparato uditivo come quello dell’uomo e quindi la musica percepita da noi come un complesso insieme fatto di toni, note, pause e armonie è percepita dalle piante come un insieme di movimenti vibratori e onde sonore provocate da essa. È stato dimostrato che gli ultrasuoni hanno il maggior effetto sulle piante, specialmente sulla germinazione dei semi (Davidov, 1961; Timonin, 1966; Halstead & Vicario, 1969; Hageseth, 1974; Weinberger & Burton, 1981; Miyoshi & Mii, 1988; Shors & al., 1999; Weinberger & Burton, 1981). Un esperimento condotto con l’utilizzo di frequenze vicine agli ultrasuoni ha riportato un aumento nel metabolismo delle radici di crisantemo (Chrysanthemum L.) caratterizzato da un aumento nell’attività dell’amilasi, degli zuccheri solubili e delle proteine (Yi & al., 2003). Questi ed altri studi confermano l’esistenza di una relazione tra crescita vegetale e onde sonore. Malgrado questo, il dibattito scientifico che si è creato attorno al tema dell’influenza della musica è ancora aperto e in fase di approfondimento. Singh & Ponniah (1955, 1963) hanno riportato l’influenza degli stimoli dati dalla musica sulla crescita delle piante di specie diverse. Mentre Klein & Edsall (1965) non hanno riportato nessuna influenza data da una selezione diversa di musica, dal genere classico al rock, sulla crescita delle tacete. In questo campo della scienza è facile incontrare teorie pseudoscientifiche ed esperimenti personali privi di fondamenta e rigore scientifici.

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2.1 Scopo del lavoro Il mio lavoro consiste nell’ampliare, nell’approfondire, nel verificare sperimentalmente e nell’interpretare queste possibili differenze che rimangono ancora un argomento non completamente spiegato e verificato con metodi scientifici. Lo scopo è quello di testare gli effetti di suoni e musiche sulla crescita delle piante con un esperimento pratico e cercare poi di spiegare con i risultati ottenuti questo fenomeno.

3 Materiale e metodi

3.1 Struttura sperimentale

La struttura portante (Figura 1) è costituita da due cavalletti di legno, sui quali è appoggiato un piano di legno dello spessore di 2 cm e dei listelli di legno che formano uno scheletro di sostegno sopra di esso. Sul piano orizzontale abbiamo messo due Box di plastica da 18 vasetti l’uno. Ognuno dei 36 vasi dei Box misura 8 cm per 7 cm di lato e 8 cm di profondità e presenta un buco nella base. Sotto di essi vengono messi 6 fogli di giornale per assorbire le perdite d’acqua. Attaccati a 50 cm circa d’altezza si trovano 2 lampade a fluorescenza (Silvania Gro Lux T18W) che producono una luce ottimale per la crescita delle piante all’interno e poste centralmente rispetto ai due Box. Esse sono collegate ad un orologio a spina digitale. La parte sottostante del piano è chiusa termicamente con dei pannelli di poliuretano espanso dello spessore di 1 cm e al suo interno abbiamo posto un termosifone a olio (Zenith Calore) che riscalda la terra attraverso il piano di legno posto sui due cavalletti. Il materiale isolante, i supporti per i Neon, le prese e i fili elettrici come l’orologio a spina sono stati acquistati presso un centro Brico. Per il gruppo 1 è stato montato un altoparlante JBL On Stage III al disopra delle piante, in posizione centrale, sospeso con delle corde per ridurre possibili vibrazioni meccaniche. Questo altoparlante ha una forma circolare che diffonde la musica uniformemente nell’ambiente circostante.

Figura 1: Struttura portante posizionata definitivamente.

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3.2 Rilevamento dati

Il rilevamento dei dati durante l’esperimento è eseguito da un datalogger portatile del tipo GLX Xplorer Pasco (Figura 2) programmato per rilevare ogni 2 minuti e per salvare in memoria i valori misurati da quattro sonde durante tutto l’esperimento. Nello spazio fra i due Neon si trovano la sonda per rilevare la concentrazione di gas CO2 nell’aria (ppm) ad un’altezza di circa 20 cm dal terriccio e la sonda per misurare la temperatura (°C) dell’aria ad un’altezza di circa 25 cm dal terriccio. La terza sonda per misurare la temperatura (°C) si trova conficcata nella terra di un vaso di controllo che è stato scelto in un angolo del Box. La crescita delle piante è monitorata visivamente per mezzo di una videocamera (Sony Handycam) che registra ad intervalli di 5 minuti, 0.5 secondi d’esposizione per tutta la durata dell’esperimento 24 ore al giorno. Attraverso le riprese sarà possibile vedere dopo quanto tempo avverrà la germinazione e fare un confronto tra le velocità nei tre esperimenti.

Figura 2: Il Datalogger portatile GLX Xplorer utilizzato per rilevare i dati.

3.3 Condizioni ambientali

Il locale dove si svolge l’esperimento è chiuso, è stato costruito ad un’altezza di circa un piano sotto il livello esterno del suolo, presenta un'unica piccola finestra che però non riceve direttamente la luce del sole ed è isolato da fonti sonore esterne. La temperatura del locale è monitorata e durante gli esperimenti varia tra 17 °C e 21 °C. La temperatura presa come punto di riferimento per la regolazione del termosifone è quella del terriccio ed è stata fissata a 20 °C circa perché risulta ottimale per la germinazione e la crescita della pianta di fagiolo. L’illuminazione delle piante avviene in modo continuo a partire dalle ore 08.30 fino alle ore 18.30, per un totale di 10 ore di luce ogni giorno. Le lampade sono collegate ad un orologio a spina programmato per dare corrente in questo intervallo di tempo. Queste condizioni insieme all’acqua fornita giornalmente saranno regolari e identiche durante tutti e tre gli esperimenti in modo da poter considerare come unica variabile l’esposizione sonora.

3.4 Definizione dei gruppi di semina

I semi utilizzati per l’esperimento sono semi di fagiolo rampicante (Phaseolus vulgaris L., 1758) scelti per la breve durata di germinazione e perché non richiedono particolari attenzioni e modifiche una volta che il seme è piantato. L’esperimento viene svolto in tre parti e tre gruppi sottoposti a tre esposizioni sonore differenti. Il gruppo 0, o gruppo di controllo, non riceve nessun suono durante la crescita e serve da confronto per eventuali differenze rispetto agli altri gruppi. Il gruppo 1 è sottoposto all’esposizione continua (Figura 3), 24 ore su 24, di Green Music. L’album utilizzato si chiama “Deva” e l’artista è “Cesare Regazzoni”. Questo album è stato creato appositamente per le piante e contiene suoni naturali come il cinguettio degli uccelli o il rumore della pioggia abbinati a percussioni e melodie semplici. Il gruppo 2 sarà esposto ad una sorgente d’ultrasuoni (Figura 4). I semi sono talvolta esposti agli ultrasuoni per favorire il processo di germinazione (Shors et al.,

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1999, Weinberger & Burton, 1981) ed è quindi interessante fare un confronto usando un suono continuo e impercettibile all’orecchio umano come gli ultrasuoni e una musica che è dinamica e varia nel tempo.

Figura 3: La struttura posizionata sopra le piante che sostiene gli altoparlanti per la musica.

Figura 4: Il generatore di ultrasuoni con il suo emettitore.

3.5 Esperimento

La scatola acquistata contiene 750 semi di circa 1 cm di lunghezza. Visto che il numero di vasi utilizzati è di 35 per ogni gruppo, il totale dei semi utilizzati ammonta a 105. Tutto il materiale per la semina è stato acquistato presso il centro Caminada sementi. La temperatura prima della semina è di circa 18-19 °C ed è monitorata con una delle quattro sonde descritte sopra. Il terriccio è stato preparato mescolandolo e umidificandolo in un capiente contenitore di plastica prima di esser distribuito uniformemente nei 36 vasi. Ognuno dei 36 vasi è riempito fino all’orlo e pressato leggermente per ottenere un livello uniforme in tutti i vasi ad 1 cm dal bordo. L’inizio dell’esperimento è fissato alle ore 19.00, quindi in assenza di luce, e i semi vengono inseriti orizzontalmente ad una profondità equivalente al loro spessore. Ogni vaso è irrigato secondo il piano illustrato nella figura 5.

8

Piano di irrigazione

0

5

10

15

20

25

Giorno 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

giorni

Figura 5: Piano d’irrigazione

L’irrigazione è effettuata ogni 24 ore tra le 18.00 e le 18.30. La quantità d’acqua per irrigare le piante è strutturato in modo che all’inizio il terriccio sia completamente bagnato per favorire la germinazione e che col proseguire della crescita la quantità d’acqua sia minore in modo che non stagni nel vasetto e che non fuoriesca da sotto creando un ambiente umido favorevole alla muffa. Il piano per l’irrigazione è valido per tutti e tre i gruppi. Alle ore 23 circa dell’undicesimo giorno sono stati aggiunti dei bastoncini di legno (circa 20 cm) per sostenere i fusti delle piante in crescita. Al giorno 12 viene effettuata una nuova taratura della sonda CO2. Al giorno 13 sono sostituiti i giornali sotto i vasi. Tutti i dati sono raccolti per 21 giorni ininterrottamente. L’esperimento termina il 21esimo giorno.

3.6 Raccolta e misurazioni morfologiche

Considerando che la percentuale di germinazione non è sempre del 100% e in particolare per i semi di fagiolo è del 90 % circa ad una temperatura di 19 gradi, dei 35 semi inizialmente seminati abbiamo scelto di tenere in considerazione un gruppo di 30 piante. Di questo gruppo non fanno parte piante non germinate, germinate in modo anomalo, ed eventualmente le piante cresciute nei vasi agli angoli dei Box. Alla fine dell’esperimento sono misurati per 30 piante i seguenti parametri:

• Altezza totale della pianta senza radici • Lunghezza delle foglie • Numero di foglie • Materia secca del fusto • Materia secca delle radici

Per poter effettuare le misure quantitative citate sopra, le piante vengono estirpate dal vaso con cura onde evitare la rottura delle radici. Il fusto viene separato dalle radici e misurato. Sono pure contate e misurate tutte le foglie (Figura 5). Considerando il breve periodo di crescita e la quantità di massa secca che ne deriva, le 30 piante tenute in considerazione sono divise casualmente in 6 gruppi di 5 ciascuno onde evitare misurazioni che potrebbero essere falsate dal peso del sacchetto o dalla massa che viene persa. Per ogni gruppo sia i fusti che le radici vengono essiccate dopo esser state accuratamente lavate. L’essiccazione è eseguita in un forno da cucina ad aria scaldato a 50 °C per 17 ore circa. In seguito la materia secca di ogni gruppo di piante è raccolta in sacchetti ermetici dividendo le parti aeree dalle radici. I 12 sacchetti risultanti sono poi sigillati e pesati su una bilancia analitica da laboratorio.

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Figura 6: Tavolo di lavoro con gli strumenti per la preparazione dei campioni da misurare.

3.7 Test statistici

Per questi esperimenti è stato usato il test statistico ANOVA a singolo fattore. In questo test, se la probabilità ottenuta in percentuale è maggiore dello 5% significa che la differenza tra i valori confrontati ha più del 5% di probabilità che sia dovuta al solo caso. Se invece la probabilità è inferiore allo 5% la differenza tra i valori presi in considerazione ha meno dello 5% di probabilità che sia dovuto al solo caso, e quindi possiamo dire che la differenza è significativa e mostra una differenza statisticamente valida sui gruppi considerati.

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4 Risultati

4.1 Grafici delle condizioni ambientali

Figura 7: Grafici dell’andamento delle temperature del terriccio con linea della media dei dati. A: Durante l’esperimento senza esposizione sonora. Media: 19.6 °C B: Durante l’esperimento con esposizione alla green music. Media: 19.5 °C C: Durante l’esperimento con esposizione agli ultrasuoni. Media: 21.1 °C

Figura 8: Grafici dell’andamento della temperatura dell’aria con linea della media dei dati. A: Durante l’esperimento senza esposizione sonora. Media: 17.7 °C B: Durante l’esperimento con esposizione alla green music. Media: 19.1 °C C: Durante l’esperimento con esposizione agli ultrasuoni. Media: 21.5 °C

Figura 9: Grafici dell’andamento della concentrazione di CO2 con linea della media dei dati. A: Durante l’esperimento senza esposizione sonora. Media: 108 ppm B: Durante l’esperimento con esposizione alla green music. Media: 394 ppm C: Durante l’esperimento con esposizione agli ultrasuoni. Media: 507 ppm

D: Grafico dell’andamento della concentrazione di CO2 durante l’esperimento senza esposizione sonora modificato a partire dalla taratura corretta della sonda. Media: 251 ppm

A

B

B

A

A B C

C

C

D

11

4.2 Risultati delle misurazioni

Il grafico (figura 10) mostra le differenze delle altezze delle piante misurate alla fine di ciascun esperimento. La crescita d’altezza nelle piante nell’esperimento 1, cioè quelle sottoposte a nessun tipo di suoni, risulta minore rispetto a quelle dell’esperimento 2, dove le piante sono state esposte alla green music, e rispetto a quelle dell’esperimento 3, le cui piante sono state esposte a ultrasuoni. Le piante dell’esperimento 3 sono cresciute maggiormente in altezza rispetto a quelle dell’esperimento 2. La media delle altezze tende ad aumentare passando da un esperimento all’altro; la seconda risulta maggiore della prima e la terza maggiore della seconda. Questi risultati variano di circa 1.2 cm tra loro; l’aumento è costante.

Altezze medie nei tre esperimenti

41.03

42.25

43.44

25

30

35

40

45

50

55

Altezza (cm)

Esp. 1

Esp. 2

Esp. 3

Figura 10: Grafico con le altezze medie (cm) dei fusti delle piante nei tre esperimenti.

Il grafico (figura 11) mostra le differenti medie di misurazioni delle prime foglie dopo i tre esperimenti. Le prime foglie dell’esperimento 2, come si vede dalla tabella sottostante, sono cresciute di più. Le prime foglie cresciute durante l’esperimento 3 risultano essere quelle cresciute di meno, con uno scarto di 0.4 cm rispetto alla piante dell’esperimento 1 e con uno scarto di 0.6 cm rispetto a quelle dell’esperimento 2.

12

Media diametro prime foglie

6.03

6.21

5.6

4.5

5

5.5

6

6.5

7

Diametro (cm)

Esp. 1

Esp. 2

Esp. 3

Figura 11: Grafico con la media del diametro (cm) delle prime foglie nei tre esperimenti.

Nel grafico (figura 12) l’andamento della crescita delle seconde foglie cambia rispetto alle prime. Alla fine del primo esperimento le seconde foglie sono quelle cresciute meno, di circa 0.2 cm rispetto agli altri due esperimenti. Le piante dell’esperimento 2 e 3 mostrano risultati molto simili e una maggior crescita rispetto alle piante dell’esperimento 1. Le piante dell’esperimento 3 mostrano una crescita inferiore delle foglie primarie mentre una crescita maggiore di quelle secondarie rispetto alle piante dell’esperimento 1 e una crescita uguale delle foglie secondarie rispetto a quelle dell’esperimento 2. Le piante dell’esperimento 2 mostrano una crescita maggiore, in entrambi i casi, alle piante dell’esperimento 1 e una crescita maggiore nelle foglie primarie e uguale nelle foglie secondarie a confronto con le piante dell’esperimento 3.

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Media diametro seconde

0.864

1.064 1.068

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

1.6

Diametro (cm)

Esp. 1

Esp. 2

Esp. 3

Figura 12: Grafico con media del diametro (cm) delle seconde foglie nei tre esperimenti.

Il grafico (figura 13) rappresenta le misurazioni della massa secca delle radici totale nei tre esperimenti. La massa secca delle radici delle piante cresciute senza influenze sonore è maggiore, di circa 0.3 grammi, rispetto alle altre esposte, come si vede dalla tabella 4 sottostante. La massa delle radici delle piante degli esperimenti 2 e 3 sono molto simili. Nei grafici riguardanti la media del diametro delle foglie come in quella riguardante le altezze medie è stata aggiunta la linea della deviazione standard per mostrare la dispersione dei dati intorno al valore della media. Questa aggiunta ridimensiona il valore statistico delle medie pur lasciando un evidente differenza di risultati mostrati nei tre esperimenti.

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Massa secca radici totale

1.199

0.89960.878

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

1.1

1.2

1.3

1.4

grammi

Esp. 1

Esp. 2

Esp. 3

Figura 13: Grafico della massa secca totale (g) delle radici.

Il grafico (figura 14) illustra le differenti misurazioni di massa secca delle parti aeree nei tre esperimenti. L’andamento risulta essere opposto a quello della crescita della parte radicale. La massa secca aerea totale dell’esperimento 2 risulta essere la più elevata, di circa 0.5 grammi rispetto all’esperimento 3 e di circa 1.6 grammi rispetto all’esperimento 1. Le masse secche aeree degli esperimenti 2 e 3 risultano maggiori rispetto alle masse delle piante non influenzate.

Massa secca parte aerea totale

2.5557

4.1556

3.665

1.7

1.9

2.1

2.3

2.5

2.7

2.9

3.1

3.3

3.5

3.7

3.9

4.1

4.3

4.5

grammi

Esp. 1

Esp. 2

Esp. 3

Figura 14: Grafico con massa secca totale (g) della parte aerea.

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Anche nei grafici con i valori medi di massa aerea radicale è stata aggiunta la linea della deviazione standard. In questi casi però essa risulta molto meno grande intorno al valore trovato come media. I risultati di questi esperimenti, da questo punto di vista, risultano quindi più validi. Nel grafico (figura 15) sottostante troviamo i risultati della massa secca totale, cioè di quella radicale e di quella aerea sommate. Malgrado alcuni esperimenti mostrino una massa maggiore o minore nella parte aerea o radicale rispetto agli altri, il risultato complessivo dell’esperimento 2 ha un valore maggiore, seguito dall’esperimento 3 e dall’esperimento 1.

Massa secca totale

5.0552

3.7547

4.543

0

1

2

3

4

5

6

grammi

Esperimento 1

Esperimento 2

Esperimento 3

Figura 15: Grafico della massa secca totale (g) dei tre esperimenti

Il grafico (figura 16) riassume i risultati attraverso le medie dei gruppi di misurazione. L’andamento non cambia, ma viene messo in evidenza la maggior massa delle radici e la minor massa aerea nel primo rispetto agli altri due. Le piante degli esperimenti 2 e 3 aumenterebbero quindi di più la parte aerea e di meno quella radicale, pur presentando una massa totale maggiore, rispetto alle piante dell’esperimento 1.

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Media masse

0.6926

0.1998

0.4260

0.1499 0.1463

0.6108

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

0.5

0.55

0.6

0.65

0.7

0.75

0.8

Esp. 1 radici

Esp. 1 aerea

Esp. 2 radici

Esp. 2 aerea

Esp. 3 radici

Esp. 3 aerea

Figura 16: Grafico della media delle masse (g) nei tre esperimenti

Anche nelle tabelle con i valori medi di massa aerea radicale è stata aggiunta la linea della deviazione standard. In questi casi però essa risulta molto meno grande intorno al valore trovato come media. I risultati di questi esperimenti, da questo punto di vista, risultano quindi più validi.

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5 Discussione

5.1 La regolazione della crescita e dello sviluppo della pianta

Come detto all’inizio del presente lavoro, per la crescita delle piante occorrono la luce solare, l’anidride carbonica nell’aria, l’acqua e i sali minerali presenti nel suolo. Ci sono però anche dei fattori interni, di natura chimica, che vengono anche chiamati fito-ormoni, piccole molecole che fungono da segnali chimici altamente specifici tra le cellule. Essi stanno alla base della regolazione della crescita e dello sviluppo della pianta e ne sono coinvolti in ogni aspetto. Possono agire come stimolatori o come inibitori di specifici geni. Le cellule riconoscono gli ormoni utilizzando delle proteine chiamate recettori. Ad esempio essi influiscono sul grado di distensione e sulla direzione dell’accrescimento cellulare. Sono stati studiati ampiamente cinque gruppi di ormoni vegetali: auxine, chitochinine, etilene, acido abscissico e gibberelline. Si conosce però l’esistenza di altri ormoni tra i quali i brassinoidi, richiesti per la normale crescita dei tessuti, l’acido salicilico, che attiva i geni di difesa dai patogeni, i giasmonati, che regolano lo sviluppo, la sistemina, che attiva i geni di difesa chimica contro gli erbivori. L’ormone auxina è sintetizzato specialmente nelle giovani foglie in crescita e nei semi in germinazione. Essa promuove l’allungamento cellulare nei tessuti in espansione, aumenta la plasticità delle pareti cellulari, dà inizio alla produzione di radici laterali e inibisce la crescita delle gemme ascellari. Una delle ipotesi è che l’auxina lavori inducendo l’espressione genica per la sintesi di proteine promotrici della crescita. Gli mRNA sintetizzati sotto stimolo dell’auxina e le proteine da essi codificate potrebbero essere coinvolte nel processo di incurvamento, che è collegato con l’accrescimento. L’auxina è importante ma, se fosse presente da sola, le cellule vegetali aumenterebbero le proprie dimensioni senza dividersi. Il secondo ormone necessario è la chitochinina, una forma modificata dell’adenina, che si trova principalmente negli apici radicali. Il suo effetto principale lo svolge nel processo di divisione cellulare. La chitochinina coordina la crescita del germoglio con la crescita della radice ed è in grado di ritardare il processo di deterioramento che porta alla morte cellulare (senescenza). Se è presente da sola, ha un effetto scarso ma insieme all’auxina provoca la rapida divisione cellulare e la formazione di un gran numero di cellule indifferenziate. La risposta precisa di un tessuto vegetale alle diverse concentrazioni di auxina e chitochinina dipende dalla specie della pianta e dalle condizioni di crescita. L’etilene è un altro ormone vegetale associato con l’inibizione e la variazione della crescita e viene sintetizzato in gran parte dei tessuti in risposta a fattori di stress. È in grado di rallentare la crescita dei fusti e delle radici quando le cellule incontrano un ostacolo fisico o sono danneggiate. Sotto l’influenza dell’etilene, le cellule del fusto o della radice saranno meno lunghe e più tozze. Mentre l’auxina sembra prevenire l’abscissione, l’etilene ha un effetto stimolante su di essa. L’acido abscissico è maggiormente associato alla sospensione della crescita rispetto alla sua stimolazione. La presenza dell’ormone durante lo sviluppo del seme induce la formazione in grandi quantità di determinate proteine preposte ad accumulare ad esempio azoto ed energia chimica sottoforma di zuccheri, stimolando la trascrizione dei relativi geni. In presenza di questo ormone il seme non germina, anche se idratato. Sono richieste delle condizioni ambientali di umidità e di freddo per la degradazione dell’acido abscissico. Esso permette quindi di prevenire la germinazione prematura. Inoltre, poiché la sua sintesi è stimolata dalla mancanza d’acqua, è molto probabile che sia coinvolto nella regolazione della traspirazione stomatica. Le gibberelline sono un gruppo di ormoni che stimolano principalmente l’allungamento degli internodi del fusto. Insieme all’auxina esse stimolano l’accrescimento primario nel fusto. Favoriscono inoltre la germinazione sostituendosi funzionalmente al freddo e alla luce e stimolando sia la divisione che l’allungamento cellulare. Si trovano nei tessuti appena formati del germoglio e nei semi in germinazione. (Rost et al., 2008; Raven & al., 2006)

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5.2 L’influenza dei suoni sulla crescita delle piante

Ci sono, ad oggi, quattro principali modi per spiegare l’influenza della musica sulla crescita delle piante. Una possibilità è che delle frequenze sonore possano attivare dei geni nelle cellule, e influenzare così la loro espressione. La seconda possibilità è che le frequenze sonore provocano un fenomeno di risonanza negli oggetti. Queste frequenze di risonanza sono quindi identificate, calcolate e usate per mettere in risonanza altri oggetti. Nelle piante avvengono già dei meccanismi di risonanza. Ad esempio gli stomi delle foglie possono vibrare aprendosi e modificare lo scambio di anidride carbonica e ossigeno con l’ambiente. Un esperimento condotto da Dan Carlson applicando la sua tecnica denominata “Sonic Bloom” andava a colpire, attraverso la risonanza, le cavità degli stomi aumentando i nutrienti e l’assorbimento di acqua (Carlson, 1989). Le frequenze sonore presenti in natura come il canto degli uccelli sono probabilmente significativi per la stimolazione della crescita delle piante (Weinberger & al., 1972). I suoni possono interagire in una terza maniera attraverso il fenomeno della cavitazione. Frequenze precise di suoni possono causare la creazione di microbolle attraverso un fenomeno di risonanza. Se stimolate queste bolle possono addirittura scoppiare causando importanti cambiamenti di pressione che possono portare al danneggiamento di parti della cellula; oppure possono aiutare attraverso delle microcorrenti lo spostamento di molecole, ad esempio per i processi di diffusione, e di proteine (Van Doorne, 2000). Un'altra possibilità è che il suono interagisca attraverso il fenomeno chiamato “scale resonance”. La sua spiegazione è stata scoperta dal fisico quantistico Joel Sternheimer ed è stata patentata come “Metodo per la regolazione epigenetica della biosintesi delle proteine attraverso la risonanza di scala” (Sternheimer, 1993). In questa pubblicazione (Coghlan, 1994) Sternheimer ha descritto un metodo per regolare la biosintesi di proteine all’interno delle piante attraverso la stimolazione con onde sonore. Il metodo consiste nel determinare le note musicali associate ad una sequenza di una catena di aminoacidi. La lunghezza delle note corrisponde al tempo impiegato da due amminoacidi nel transitare sul ribosoma. La scoperta parte dal fatto che l’amminoacido emette un segnale di natura quantica ad una specifica frequenza, emessa quando l’amminoacido si attacca alla catena della proteina. Questo segnale è convertito dall’autore in una nota musicale udibile, in modo che, riproducendo la melodia di una proteina, la sua sintesi possa venir inibita o aumentata. Questo metodo è applicabile per ogni proteina la cui struttura è conosciuta e il suo uso è più appropriato quando la sua sintesi dipende da fattori epigenetici, quindi esterni al DNA. Quello che è particolarmente interessante nella scoperta di Sternheimer è ciò che succede nel momento in cui l’amminoacido portato dal suo tRNA è agganciato al ribosoma. Al momento della sintesi proteica ogni amminoacido che viene aggiunto alla proteina nascente emette un’onda di natura quantica più precisamente chiamata “scaling wave”. Il segnale ha una determinata frequenza e lunghezza d’onda. Se trasponiamo di 76 ottave più in alto la frequenza associata all’amminoacido, otteniamo una frequenza udibile che è anche musicale. Ad ogni amminoacido corrisponde quindi una nota musicale. Se la successione degli amminoacidi nella proteina viene tradotta in una successione di frequenze e note musicali e viene poi immessa in un sintetizzatore si ottiene una melodia. Allorché un organismo viene esposto alla melodia avviene un fenomeno di risonanza che in funzione della fase dell’onda sonora potrà inibire o stimolare la sintesi proteica. Un esempio d’esperimento condotto usando questo metodo è l’influenza sulla crescita delle piante di pomodoro (Coghlan, 1994). I pomodori esposti a queste melodie per tre minuti al giorno sono cresciuti due volte e mezzo più grossi di quelli non trattati. La sequenza musicale utilizzata stimola due proteine che promuovono la crescita: il citocromo C, una delle proteine della catena di trasporto degli elettroni, e la thaumatina. Ad esempio, la sequenza per il citocromo C dura 29 secondi ed è riprodotta solo una volta. Per evitare l’attacco di virus alla pianta sono state riprodotte delle specifiche sequenze di note che inibiscono gli enzimi richiesti per la loro sopravvivenza. Bisogna

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però prestare attenzione quando vengono riprodotte queste melodie perché possono colpire anche le persone. Infatti, un musicista può avere difficoltà respiratorie dopo aver suonato la melodia per il citocromo C diverse volte. Il citocromo C è l’ultimo enzima della catena respiratoria dei mitocondri. Un altro esperimento condotto con l’aiuto della musica nella coltivazione fu svolto in Senegal, in una regione affetta da siccità (Sternheimer, 1996). Due situazioni furono confrontate: una senza musica che fu innaffiata due volte al giorno e una esposta alla musica per tre minuti al giorno ma innaffiata solo una. Il raccolto di pomodori risultò essere venti volte maggiore nelle piante sottoposte a musica. Inoltre, gli insetti attaccarono solo le piante non sottoposte alla musica. In generale, le piante iniziano a produrre una proteina speciale quando manca la quantità sufficiente d’acqua per renderle resistenti ai periodi di siccità. Questo meccanismo è stato ottenuto durante il processo evolutivo per sopravvivere anche in situazioni climatiche critiche. Una delle proteine conosciute che aumentano la resistenza alla mancanza d’acqua, è la TAS14 dei pomodori. L’esposizione alla musica ha permesso di aumentare la sintesi di questa proteina capace di incrementare la resistenza alla mancanza d’acqua e di migliorare la crescita della pianta e dei suoi frutti.

Figura 17: I due gruppi di piante di pomodoro sottoposte all’esperimento messi a confronto. Le

piante a sinistra sono quelle che sono state esposte a musica (Sternheimer, 1996). Un ulteriore esperimento basato su questo metodo fu condotto in una serra, testando le differenze di crescita di due gruppi di piante di pomodoro. Un gruppo era composto da 30 piante ed erano posizionate nei pressi di una cassa acustica. L’altro gruppo di 18 piante era posizionato più distante dalla cassa ma nella stessa serra; era quindi anch’esso sottoposto al suono anche se molto meno intensamente. La maggior parte delle melodie suonate che componevano la musica erano basate sulla sintesi di proteine chiamate estensine (proteina vegetale strutturale simile al collagene che limita l’estensione cellulare e aumenta la resistenza a patogeni), la musica venne suonata per 6 minuti al giorno. Dopo due mesi i risultati furono che le piante trattate risultarono più alte di 30 cm per rapporto al gruppo meno esposto, mentre il numero di internodi visibili nelle piante dei due gruppi era lo stesso.,La conclusione fu che la differenza di altezza era spiegabile con lo sviluppo di cellule più grandi piuttosto che con una maggiore divisione cellulare (Van Doorne, 1998).

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Figura 18: Confronto tra i due gruppi di piante di pomodori dell’esperimento condotto da Van

Doorne. Le piante a destra sono state esposte alla musica. Molti ricercatori hanno determinato che l’intervallo delle frequenze attorno a 5’000 Hz era particolarmente efficace nello stimolare la crescita delle piante. Dalla collaborazione tra un orticoltore di nome Dan Carlson e un docente di musica di nome Michael Holtz è nata una cassetta audio con una combinazione di frequenze centrate attorno alla frequenza di 5’000 Hz, questa musica è stata usata per indurre dei livelli di crescita da record nelle viti della specie “Purple Passion” (Tompkins & Bird, 1989).

5.2.1 Gli ultrasuoni

Come abbiamo visto nel capitolo precedente il suono, che è possibile definire come una vibrazione che viaggia attraverso l’aria, potrebbe avere degli influssi sulla regolazione genica dei vegetali. Quando la frequenza di un suono va oltre il limite della nostra capacità uditiva siamo in presenza di ultrasuoni. Anche questi ultimi sembrano avere un’influenza sulla crescita delle piante. Ciò è stato descritto in un esperimento svolto da Byers che consisteva nel porre dei semi in due locali separati e illuminati per 12 ore al giorno. Nel secondo locale i semi venivano esposti anche ad ultrasuoni con una frequenza di 50’000 Hz. Il risultato fu che i semi che ricevevano il trattamento a ultrasuoni crescevano più rapidamente e dopo 28 giorni erano cresciute in media dell’87% più alte delle piante di controllo. Le prove ottenute sembrano supportare la teoria che il suono, in particolare ad alte frequenze come quelle degli ultrasuoni, agisca da catalizzatore attivando la produzione dell’ormone auxina (Byers, 1984).

5.3 Analisi e confronto dei risultati

La scienza sta dimostrando che i suoni influenzano la crescita delle piante non solo per la loro salute generale ma anche per la velocità di crescita e per le dimensioni della pianta (Begich & Begich Slade, 2005-2006). Uno studio sulle piante ha investigato gli effetti sulle foglie della pianta di fragole dopo lo stimolo di onde sonore (Lirong Qi et al., 2010). Il risultato è stato che le piante crescevano più rigogliose e le foglie risultavano di un colore verde più marcato. Hanno prodotto fiori e frutti in anticipo rispetto al gruppo di controllo e mostrato una resistenza maggiore contro le malattie e gli insetti. I risultati del nostro esperimento, per quel che riguarda le dimensioni delle prime e delle seconde foglie, sono stati analizzati statisticamente per verificare le differenze ottenute utilizzando il test statistico ANOVA a fattore singolo. La differenza ottenuta tra le dimensioni delle prime foglie dell’esperimento 1 (assenza di suoni) e quelle dell’esperimento 2 (green music) non è statisticamente significativa (p=0.27) mentre tra le dimensioni delle prime foglie dell’esperimento 2 e quelle del 3 (ultrasuoni) la differenza è molto significativa (p=0.003). Anche le dimensioni delle prime foglie negli esperimenti 1 e 3 risultano statisticamente significative (p=0.03). Le foglie cresciute sotto lo stimolo della green music e quelle cresciute senza nessuno stimolo sonoro sono cresciute maggiormente in lunghezza rispetto a quelle cresciute sotto lo stimolo di ultrasuoni. I dati suggeriscono un influenza di tipo negativo sulla

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crescita in lunghezza delle prime foglie da parte degli ultrasuoni mentre suggeriscono un influenza positiva della green music sulle stesse. Per quel che riguarda le differenze nella lunghezza delle seconde foglie nei tre esperimenti nessuna è risultata significativa (1-2: p=0.86; 2-3: p=0.84; 1-3: p=0.62). Un altro dato interessante mostra come alla fine del terzo esperimento, quello con trattamento con ultrasuoni, 5 piante sono risultate con le terze foglie che erano già in crescita al contrario degli altri esperimenti dove questo fenomeno non era stato ancora osservato. Sempre nell’esperimento 3 paragonato con gli esperimenti 1 e 2, le seconde foglie erano meno sviluppate. Uno studio condotto con le piante di cipolla mostra l’effetto positivo sull’allungamento delle radici sottoposte a brani musicali con ritmiche che variano in modo dinamico (Ekici, 2007). I risultati da noi ottenuti per quel che riguarda lo sviluppo delle dimensioni delle radici nei tre esperimenti non hanno mostrato differenze significative. Il test utilizzato per verificare la validità dei risultati ottenuti (ANOVA singolo fattore) non ha mostrato differenze statistiche tra gli esperimenti (1-2: p=0.51; 2-3: p=0.93; 1-3: p=0.50). Secondo i risultati da noi ottenuti, le influenze sonore del tipo green music e ultrasuoni non hanno influenzato la crescita dell’apparato radicale della pianta di fagiolo. Questa differenza tra l’esperimento condotto con le cipolle e il nostro condotto invece con la pianta di fagiolo può essere attribuita alle diverse reazioni a stimoli esterni tra specie diverse di piante. Come è stato verificato dall’esperimento sulla crescita di piante di pomodoro esposte a melodie specifiche create da Sternheimer, l’altezza delle piante esposte alla musica era maggiore di 30 cm rispetto a quelle non direttamente esposte. I risultati da noi ottenuti che riguardavano le altezze alla fine dei tre esperimenti non mostrano differenze statisticamente significative tra quelle dell’esperimento 1 e dell’esperimento 2 (p=0.57), tra quelle degli esperimenti 1 e 3 (p=0.19) e tra quelle degli esperimenti 2 e 3 (p=0.49). La differenza tra gli esperimenti sui pomodori e quelli condotti sui fagioli può essere ricondotta alla diversità tra specie. Per quel che riguarda la massa secca della parte aerea delle piante si notano delle differenze molto significative tra gli esperimenti 1 e 2 (p= 0.001) e tra gli esperimenti 1 e 3 (p=0.01). Non c’è una differenza significativa tra la massa aerea delle piante dell’esperimento 2 e quelle del 3 (p=0.06). Quindi le piante influenzate da suoni, come gli ultrasuoni e la green music, hanno aumentato la loro massa della parte superiore della pianta comprendente le foglie e il fusto, sviluppando meno quella radicale. Questo risultato può essere spiegato considerando una sintesi maggiore, nelle foglie e nel fusto, degli ormoni della crescita auxina e chitochinina, principali responsabili dell’aumento del numero e delle dimensioni delle cellule. Questi risultati ottenuti possono esser attribuiti alle differenze di temperatura dell’aria e del terriccio come alla differenza di concentrazione di CO2 nell’aria come si vede nelle Figure 7, 8 e 9. Infatti la temperatura del terriccio risulta uguale durante l’esp. 1 e l’esp. 2 mentre è mediamente maggiore di 1.5 °C durante l’esp. 3 (Figura 7). La temperatura dell’aria tende ad aumentare col susseguirsi degli esperimenti con differenze di 1 °C circa tra ogni esperimento (Figura 8). La concentrazione di CO2 rilevata è stata largamente influenzata dalla nostra respirazione durante l’innaffiamento e non è per tanto significativa (Figura 9).

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6 Conclusioni I suoni in generale, in particolare la green music e soprattutto gli ultrasuoni, possono indurre dei cambiamenti fisiologici nella crescita delle piante. Questo gruppo d’esperimenti mostra che la green music ha degli effetti positivi sulla crescita delle piante di fagiolo. Più specificatamente, essa influenza positivamente lo sviluppo della parte aerea della pianta e aumenta le dimensioni delle prime foglie. Anche gli ultrasuoni influenzano la crescita, ma in maniera differente: negativamente per quel che riguarda la lunghezza delle prime foglie, mentre in maniera positiva sulla crescita generale della parte aerea della pianta. Non bisogna escludere però un’influenza ambientale esterna dovuta ad esempio alle differenze di temperatura riscontrate o a quelle di umidità tra i vari esperimenti. Sono stati citati diversi esperimenti a favore della tesi secondo la quale certi tipi di musica influenzano la crescita delle piante e malgrado questo una spiegazione accettata universalmente non esiste ancora. Gli esperimenti da noi condotti non sono stati perfetti e sono il frutto di semplificazioni dovute principalmente ad una mancanza di mezzi. Trattandosi di un esperimento da svolgere in casa e nel tempo libero, le spese per i materiali erano limitate e lo erano anche il tempo per lo svolgimento, la preparazione e la supervisione. Per poter migliorare e ampliare i risultati di questo esperimento si potrebbero apportare alcune modifiche: la prima riguarderebbe il locale, infatti per garantire un controllo totale dei parametri ambientali sarebbe ideale svolgere i tre esperimenti in simultanea nello stesso locale o in locali diversi con apparecchiature in grado di garantire l’omogeneità dei parametri. La seconda modifica riguarda il numero di campioni considerati. Per aumentare la validità statistica dei dati finali si potrebbe ampliare il numero di piante a 100 o più per gruppo. La terza modifica riguarda la durata dell’esperimento che potrebbe essere prolungata anche per mesi o fino alla fine del ciclo vitale della pianta per poter considerare delle variabili nuove come il numero di fiori, frutti o semi prodotti. La quarta modifica riguarda le misurazioni che potrebbero essere allargate anche all’ambito molecolare per verificare, ad esempio, l’aumento di determinati ormoni o sostanze conosciute che sono implicati nel processo di crescita della pianta. Maggiori studi scientifici devono esser condotti in questo campo perché rimangono ancora molte domande aperte riguardo, ad esempio, i diversi risultati sulle diverse specie di piante o i meccanismi specifici attraverso i quali i suoni influenzano il loro sviluppo.

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7 Ringraziamenti Desidero innanzitutto ringraziare Gianni Soldati per gli aiuti e la disponibilità che mi ha dato dall’inizio del lavoro fino al suo completamento. Inoltre ringrazio Mauro Jelmini, del centro per le ricerche agronomiche di Agno, per i consigli sull’impostazione del lavoro sperimentale. Intendo poi ringraziare il professor Daldini per la costruzione di uno dei sensori, il professor Nava per gli aiuti e il lavoro fatto per l’analisi statistica, Nicolò Mariani per i consigli e gli aiuti per le riprese video, l’ingegner Igor Stefanini della SUPSI per il prestito del generatore di ultrasuoni e il Liceo di Lugano 1 per il prestito delle lampade a neon e del rilevatore di dati portatile. Infine ringrazio tutti i miei compagni, professori e famigliari che sono stati coinvolti nel lavoro di maturità.

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8 Bibliografia Byers TJ, Ultrasonics for plant growth, 1984 Coghlan Andy, Good Vibrations Give Plants Excitations, New Scientist Magazine Vol 142 Issue 1927 Page 10, 28/05/1994 http://www.introductiontorife.com/refandres/files/papers_articles/Good%20Vibrations%20Give%20Plants%20Excitations%20-%20Coghlan.pdf Creath Katherine & Gary E. Schwartz, Measuring effects of music, noise, and healing energy using a seed germination bioassay, 2004, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15025885 Ekici Nuran & al.,The effects of different musical elements on root growth and mitosis in onion (Allium cepa) Root apical meristem (Musical and biological experimental study), http://scialert.net/qredirect.php?doi=ajps.2007.369.373&linkid=pdf Koning Ross E. 1994, Science Projects on Music and Sound, http://plantphys.info/music.shtml

Lirong Qi, Influence of Sound Wave Stimulation on the Growth of Strawberry in Sunlight Greenhouse, http://www.springerlink.com/content/5th238522un40858/ Raven Peter H. & al., Biologia delle piante, Zanichelli 2006 Rost Thomas L. & al., Biologia delle piante, Zanichelli 2008 Sternheimer Joel, Epigenetic Regulation of Proteïn Biosynthesis by Scale Resonance. Conférence à Kanagawa Science Academy and Teikyo Hospital (Tokyo). 20/05/1993. Sternheimer Joel & Al., DNA Music, http://www.rexresearch.com/sternheimer/sternheimer.htm Tan Shen Mynn & al., Investigating the effects of sound energy on plant growth, http://sps.nus.edu.sg/~tanshenm/2172.pdf Telewski Frank W., A unified hypothesis of mechanoperception in plants, 2006 Van Doorne Yannick, The effects of sound on living organisms. Applications in agricolture, Ecosonic, Symphonie R&D, 2000 Yu-Chuan Qin & al., Biochemical and physiological changes in plants as a result of different sonic exposures, 2003, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12788223

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8.1 Sitografia

Percentuale di germinazione: http://tomclothier.hort.net/page11.html Ma le piante ascoltano musica?: http://www.vivaioclorofilla.it/html/giardini_malepianteascoltano.htm Musica e piante, raccolta di diversi esperimenti: http://musique-pour-soigner-les-plantes.weebly.com/music-and-plants.html

8.2 Fonte immagini

Figure 1,2,3,4 e 6: Fotografie fatte manualmente da Adrian Soldati Figure 7,8 e 9: I grafici dei dati rilevati dal GLX Explorer sono stati estratti come immagine attraverso il programma Data Studio. Figure 10, 11, 12, 13, 14, 15 e 16: I Grafici delle misurazioni sono stati fatti attraverso Excel. Figura 17: http://www.rexresearch.com/sternheimer/sternheimer.htm

Figura 18: http://musique-pour-soigner-les-plantes.weebly.com/music-and-plants.html

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9 Allegato 1: Tabelle delle misurazioni

P. No

H No1 No2 D1.1 D1.2 D2.1 D2.2 D2.3

1 42 2 3 6.1 6.5 1.2 0.8 0.7

7 50 2 3 6.6 6.1 1.5 1.1 1.1

13 41.4 2 3 5.5 6 1 0.6 0.5

24 39.4 2 3 5.9 5.4 0.7 0.6 0.5

25 38 2 3 6.1 6 1

5 46.5 2 3 5.9 6.1 1.3 0.7 0.7

4 54.2 2 3 5.9 6.5 0.9 0.6 0.6

18 38 2 3 6 6.5 1

20 43 2 3 6.1 6 1

28 39 2 3 5 4.9 0.9

10 42 2 3 6.6 6.7 1.5 1.1 1

6 39.6 2 3 7 6.4 1 0.6 0.5

19 48.5 2 3 6.5 6.7 1.3 0.7 0.8

26 22.2 2 4.2 4.9

27 51.9 2 3 7.1 7 1 0.7 0.6

15 42.6 2 3 6.2 6.5 1.1 0.7 0.6

3 46.2 2 3 6.5 6.5 1 0.7 0.7

11 30.5 2 3 5 4.5 0.8

22 29 2 3 4.9 5.6 0.9

30 49.6 2 3 6.3 6.1 1.2 0.6 0.5

21 38 2 3 6.7 6.1 0.7

23 39 2 3 5.2 5.6 0.9

2 39.5 2 3 6 6 1 0.6 0.6

9 38 2 3 6.5 6.2 1 0.7 0.7

17 38.5 2 3 5.5 5.6 1 0.6 0.5

12 50 2 3 6.6 6.2 1.6 1.4 1.2

14 36.4 2 3 6.7 6 1 0.5 0.5

29 43 2 3 6.4 6.3 1.2 0.9 0.9

8 36.6 2 3 5.7 5.5 0.9

16 38.2 2 6 7

Media 42.16 6.04 6 1.08

Media 44.14 5.78 6 1.02

Media 40.84 6.28 6.34 1.2

Media 39.58 5.78 5.84 1

Media 38.6 5.98 5.9 0.92

Media 40.84 6.28 6.2 1.175

Media

tot. 41.02666667 6.023333333 6.046666667 1.065833333

Media diametro prime foglie 6.035

Media diametro 2nde foglie 0.863636364

Tabella 1: Risultati esp. 1

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P.

No H No1 No2 D1.1 D1.2 D2.1 D2.2 D2.3

1 44 2 3 5.7 5.8 1.4 1 0.9

7 46.5 2 3 6 6 1.2 1 1.2

13 39.5 2 3 5.5 5.6 1.1 1 0.8

24 53.3 2 3 6.4 6.5 1.1 0.5 0.5

25 23.3 2 0 5.4 5.4

5 47.2 2 3 6.3 5.8 0.8

4 40 2 3 6.1 6 1

18 50 2 3 7.6 6.1 1.4 0.7 0.8

20 42 2 3 6.1 6 1.4 0.8 0.9

28 30.4 2 3 5.5 5.8 1

10 45.7 2 3 6.6 5.9 0.8 0.7 0.8

6 37. 5 2 3 6.2 6.2 1.2 0.8 0.8

19 34.3 2 3 6.4 6.3 1.3 0.8 0.8

26 35.3 2 3 5.4 5.2 1.2

27 44.3 2 3 5.4 5.2 1.2

15 30.6 2 3 5.6 5.4 1.1

3 36.3 2 3 6 5.5 1.1

11 40 2 3 6.6 6.8 1.1 0.6 0.5

22 43.8 2 3 6.2 5.6 1

30 38.7 2 3 6.2 6 1.1

21 55.5 2 3 6.4 7 2.4 1.6 1.7

23 46 2 3 6.2 6.2 1.1 0.6 0.5

2 47 2 3 7 7.5 1 0.6 0.7

9 42 2 3 5.8 5.5 1.1 0.5 0.9

17 31.3 2 0 6.1 7.1

12 42.4 2 3 6 6.4 1 0.6 0.6

14 50 2 3 6.9 7.6 2.2 1.5 1.4

29 49.4 2 3 6.6 6.6 1.5 0.8 0.9

8 55.5 2 3 7.8 8.4 3.2 2 2

16 41 2 3 6.1 7.1 1.2 0.6 0.6

Media 41.32 5.8 5.86 1.2

Media 41.92 6.32 5.94 1.12

Media 39.9 6 5.76 1.14

Media 37.88 6.12 5.86 1.08

Media 44.36 6.3 6.66 1.4

Media 47.66 6.68 7.22 1.82

Media

tot. 42.25172414 6.203333333 6.216666667 1.293333333


Media diametro seconde foglie 1.063636364

Tabella 2: risultati esp. 2

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P. No H No1 No2 D1.1 D1.2 D2.1 D2.2 D2.3

1 42.5 2 3 4.3 3.2 1.3

7 53 2 3 6.6 6.8 2 1.5 1.3

13 44.8 2 3 6.4 6.2 1.5 1.2 0.8

24 58 2 3 6.7 7.1 1.2

25 44 2 3 4.1 3 0.8

5 39.4 2 3 5.3 5.5 1.1

4 46.5 2 3 6.2 5.9 0.8 0.7 0.8

18 46.2 2 3 5.1 6 1.9 1.4 1.2

20 31.2 2 3 5.7 5.8 0.7

28 42 2 6 5.7

10 41.5 2 3 6.1 6.3 1

6 32.5 2 3 5 4.6 1.2

19 44.8 2 3 6.5 6.2 1 0.7 0.7

26 30.5 2 3 6 5.4 0.6

27 45 2 3 4 3.3 1.5 0.6 0.8

15 42.3 2 3 6.2 5.7 1.8 1.5 1.2

3 47.7 2 3 6.2 6.2 0.9

11 54 2 3 6 6.9 1 0.8 0.8

22 29.5 2 3 5 4.2 1.1

30 36 2 3 5.3 4 0.6

21 39.3 2 3 5 5.3 1.3

23 47.4 2 3 6.3 5.9 1.1 0.5 0.6

2 44.4 2 3 5.7 5.6 1.1 0.7 0.9

9 53 2 3 6.4 6.9 1.5 1.1 0.8

17 34.5 2 4.3 4.7

12 47.5 2 3 7 5.5 1.8 1.4 1.2

14 35.5 2 3 6.7 5.5 1.1 0.8 0.9

29 52 2 3 5 5.3 1.5 1 1.5

8 44.1 2 3 6 6.5 0.9 0.7 0.6

16 54 2 3 6.1 5.5 1.3 1.1 0.7

Media 48.46 5.62 5.26 1.36

Media 41.06 5.66 5.78 1.125

Media 38.86 5.52 5.16 1.06

Media 41.9 5.74 5.4 1.08

Media 43.72 5.54 5.68 1.25

Media 46.62 6.16 5.66 1.32

Media tot. 43.43666667 5.706666667 5.49 1.199166667


Media diametro seconde foglie 1.068333333

Tabella 3: risultati esp. 3

30

Colore Gruppo Massa secca radici (g)

Massa secca parte aerea (g)

Giallo 0.067 0.181

Nero 0.136 0.474

Grigio 0.344 0.5557

Verde 0.11 0.433

Rosso 0.069 0.402

Blu 0.473 0.51

Massa gruppi 1.199 2.5557

Massa tot. 3.7547

Media 0.199833333 0.42595

Tabella 4: risultati massa secca radici e parte aerea esp. 1



Giallo 0.1487 0.7531

Nero 0.0722 0.6384

Grigio 0.1429 0.6378

Verde 0.1975 0.6201

Rosso 0.0894 0.7893

Blu 0.2489 0.7169


Massa tot. 5.0552

Media 0.149933333 0.6926


31



Giallo 0.314 0.598

Nero 0.131 0.526

Grigio 0.15 0.613

Verde 0.115 0.729

Rosso 0.072 0.568

Blu 0.096 0.631


Massa tot. 4.543

Media 0.146333333 0.610833333


32

10 Allegato 2: Test statistici Altezza piante esp. 1 vs esp. 2:

Anova: Single Factor

SUMMARY

Groups Count Sum Average Variance

Column 1 30 1230.8 41.02666667 47.1834023

Column 2 30 1262.8 42.09333333 58.65926437

ANOVA

Source of

Variation SS df MS F P-value F crit

Between Groups 17.06666667 1 17.06666667 0.322491245 0.57230624 4.006872822

Within Groups 3069.437333 58 52.92133333

Total 3086.504 59

Altezza piante esp. 2 vs esp. 3:


SUMMARY


Column 1 30 1262.8 42.09333333 58.65926437

Column 2 30 1303.1 43.43666667 56.45688506

ANOVA

Source of


Between Groups 27.06816667 1 27.06816667 0.470275748 0.495592429 4.006872822

Within Groups 3338.368333 58 57.55807471

Total 3365.4365 59

Altezza piante esp. 1 vs esp. 3:


SUMMARY


Column 1 30 1303.1 43.43666667 56.45688506

Column 2 30 1230.8 41.02666667 47.1834023

ANOVA

Source of


Between Groups 87.1215 1 87.1215 1.681228453 0.199896348 4.006872822

Within Groups 3005.568333 58 51.82014368

Total 3092.689833 59

33

Diametro prime foglie esp. 1 vs esp. 2:


SUMMARY


Column 1 30 181.05 6.035 0.353301724

Column 2 30 186.3 6.21 0.403172414

ANOVA

Source of


Between Groups 0.459375 1 0.459375 1.214516074 0.27499175 4.006872822

Within Groups 21.93775 58 0.378237069

Total 22.397125 59



SUMMARY


Column 1 30 186.3 6.21 0.403172414

Column 2 30 167.95 5.598333333 0.825255747

ANOVA

Source of


Between Groups 5.612041667 1 5.612041667 9.136947272 0.003725533 4.006872822

Within Groups 35.62441667 58 0.61421408

Total 41.23645833 59



SUMMARY


Column 1 30 167.95 5.598333333 0.825255747

Column 2 30 181.05 6.035 0.353301724

ANOVA

Source of


Between Groups 2.860166667 1 2.860166667 4.853673642 0.031573427 4.006872822

Within Groups 34.17816667 58 0.589278736

Total 37.03833333 59

34

Diametro seconde foglie esp. 1 vs esp. 2:


SUMMARY


Column 1 30 32.25 1.075 0.033232759

Column 2 28 29.73333333 1.061904762 0.141622575

ANOVA

Source of


Between Groups 0.00248358 1 0.00248358 0.029050388 0.865277053 4.012973319

Within Groups 4.787559524 56 0.085492134

Total 4.790043103 57



SUMMARY


Column 1 28 29.73333333 1.061904762 0.141622575

Column 2 28 29.23333333 1.044047619 0.081156673

ANOVA

Source of


Between Groups 0.004464286 1 0.004464286 0.040078111 0.842079981 4.019540907

Within Groups 6.015039683 54 0.111389624

Total 6.019503968 55



SUMMARY


Column 1 28 29.23333333 1.044047619 0.081156673

Column 2 30 32.25 1.075 0.033232759

ANOVA

Source of


Between Groups 0.013875205 1 0.013875205 0.246280945 0.621648397 4.012973319

Within Groups 3.154980159 56 0.056338931

Total 3.168855364 57

35

Massa secca radici esp. 1 vs esp. 2:


SUMMARY


Column 1 6 1.199 0.199833333 0.028462167

Column 2 6 0.8996 0.149933333 0.004362947

ANOVA

Source of


Between Groups 0.00747003 1 0.00747003 0.455141155 0.515197127 4.964602701

Within Groups 0.164125567 10 0.016412557

Total 0.171595597 11



SUMMARY


Column 1 6 0.8996 0.149933333 0.004362947

Column 2 6 0.878 0.146333333 0.007480267

ANOVA

Source of


Between Groups 3.888E-05 1 3.888E-05 0.006565786 0.937017265 4.964602701

Within Groups 0.059216067 10 0.005921607

Total 0.059254947 11



SUMMARY


Column 1 6 0.878 0.146333333 0.007480267

Column 2 6 1.199 0.199833333 0.028462167

ANOVA

Source of


Between Groups 0.00858675 1 0.00858675 0.477805713 0.505147548 4.964602701

Within Groups 0.179712167 10 0.017971217

Total 0.188298917 11

36

Massa secca parte aerea esp. 1 vs esp. 2:


SUMMARY


Column 1 6 2.5557 0.42595 0.017366415

Column 2 6 4.1556 0.6926 0.004959712

ANOVA

Source of


Between Groups 0.213306668 1 0.213306668 19.10825532 0.001396257 4.964602701

Within Groups 0.111630635 10 0.011163064

Total 0.324937303 11



SUMMARY


Column 1 6 4.1556 0.6926 0.004959712

Column 2 6 3.665 0.610833333 0.004714167

ANOVA

Source of


Between Groups 0.020057363 1 0.020057363 4.146705582 0.069068073 4.964602701

Within Groups 0.048369393 10 0.004836939

Total 0.068426757 11



SUMMARY


Column 1 6 3.665 0.610833333 0.004714167

Column 2 6 2.5557 0.42595 0.017366415

ANOVA

Source of


Between Groups 0.102545541 1 0.102545541 9.288300678 0.012300489 4.964602701

Within Groups 0.110402908 10 0.011040291

Total 0.212948449 11

cambiamenti fisiologici nelle piante come … · 6 3.2 rilevamento dati il rilevamento dei dati...

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