Articolo di Nogeoingegneria

L’alluminio è il secondo elemento più comune e il metallo più abbondante nella crosta terrestre. È presente in tutti i terreni. Esso costituisce circa il 8,2 per cento della crosta terrestre. È presente in diverse forme, molti dei quali non influenzano la crescita vegetale o animale. La forma che produce tossicità di alluminio nelle piante è un catione solubile di alluminio, Al +++. Alluminio non esiste come metallo libero. Alluminio puro non è stato estratto fino al 1825 (da Hans Oersted). Diventa alluminio solubile quando si stacca ed è libero nel suolo.  Alluminio solubile colpisce la crescita delle radici ed inibisce la crescita e la salute generale delle piante di conseguenza. (1)  La neuro-tossicità di questo metallo è nota da più di un secolo. (2)  Ricordiamo la scandalosa “proposta” del rilascio di milioni di tonnellate di nanoparticelle di biossido di alluminio in atmosfera “per salvarci”. (3)

Alluminio: ecco perché limita la crescita delle piante e rende i terreni improduttivi

SOS alluminio, finalmente sono stati scoperti i meccanismi di tossicità di questo metallo che limita la crescita delle piante e rende i terreni improduttivi. L’alluminio costituisce un problema soprattutto per i suoli acidi, cioè circa il 40% dei terreni agricoli del mondo.

Negli ultimi 40 anni un terzo dei terreni coltivabili di tutto il mondo è andato perso perché non produceva più. Uno degli elementi maggiormente responsabili del fenomeno è proprio l’alluminio.

La conferma arriva da una nuova ricerca, pubblicata sulla rivista Plant Physiology, ha visto la collaborazione di Università del Queensland (Australia), Università dell’Australia del Sud, Università di Oxford ed Elettra Sincrotrone Trieste in AREA Science Park.

Come spiegano gli esperti, nei suoli acidi i minerali si dissolvono e rilasciano in soluzione l’alluminio, che poi limita la crescita delle piante. Sebbene gli effetti dell’alluminio fossero noti sin dai primi del Novecento, le cause della sua tossicità per le piante non erano mai state comprese fino in fondo.

I ricercatori hanno utilizzato uno speciale microscopio, denominato TwinMic, per fotografare per la prima volta le modalità di accumulo dell’alluminio nelle radici dei semi di soia, in funzione dei tempi di esposizione.

Lo studio ha dimostrato che gli effetti tossici dell’alluminio sono estremamente rapidi, esercitandosi già a partire dai primi cinque minuti di esposizione al metallo e sono dovuti a un’inibizione diretta dell’allungamento di determinate cellule situate all’apice della radice e direttamente responsabili della sua crescita.

Questo studio”– ha commentato Peter Kopittke dell’Università australiana del Queensland, primo autore della pubblicazione – “è una chiave importante per la corretta costruzione di strategie atte a contrastare la perdita dei suoli agricoli. Una possibile soluzione per tutelare la produzione agricola passa infatti attraverso la produzione di colture più resistenti all’alluminio. A questo scopo la conoscenza dei meccanismi d’accumulo e d’azione del metallo, a livello cellulare e subcellulare, è di fondamentale importanza”.

Gli esperti sono riusciti ad ottenere una serie di mappe chimiche, che hanno evidenziato come l’alluminio si concentri nelle pareti di queste cellule, impedendone l’allentamento e l’allungamento necessari.

A causa dell’accumulo di alluminio, le radici non possono crescere e la pianta non potrà accedere all’acqua e ai nutrienti necessari per portare a termine il ciclo riproduttivo. L’effetto è già chiaramente visibile in pochi minuti ma, anche lasciando passare 24 ore, le cellule in cui l’alluminio si è concentrato sono sempre quelle collocate nella stessa zona della radice, come hanno sottolineato gli esperti.

Ora che i ricercatori hanno individuato le cause del fenomeno, sarà possibile trovare una soluzione?

Marta Albè  

FONTI

(1) http://www.bfccc.com/letture-di-alluminio-nel-suolo_B4plVQ4Q/ 

(2)TOSSICOLOGIA DELL’ALLUMINIO.Tossicità per l’uomo. Tossicità acquatica e per le piante – Istituto Superiore di Sanità http://www.iss.it/binary/publ/cont/Rapp.%20Istisan%2099-25.1182153107.pdf

(3) Nel suo articolo Photophoretic levitation of engineered aerosols for geoengineering scrive David Keith:

Consideriamo un sottile disco di raggio pari a circa 5 μm (micron) e dello spessore di 50 nm (nanometri) composto di tre livelli: uno strato di 5 nm di ossido di alluminio, uno strato di 30 nm di alluminio metallico, infine uno strato di 15 nm di titanato di bario. Lo spessore del layer di alluminio è scelto in maniera tale da essere riflettente per l’alta banda delle frequenze solari e da essere quasi trasparente alle radiazioni termiche infrarosse che vanno in direzione opposta(la radiazione sprigionata dalla Terra verso lo spazio, n.d.t.) […] Lo strato di Al2O3 serve a proteggere la patina di alluminio dall’ossidazione. Lo spessore del BaTiO3 è scelto in maniera tale che il momento elettrostatico del campo elettrico atmosferico sia sufficiente ad orientare orizzontalmente il disco, controbilanciando momenti causati da ragionevoli presenze di asimmetrie nello spessore del disco  VIDEO

La messa pratica del progetto è  esplicitata in ogni dettaglio in questo documento  

Cost analysis of stratospheric albedo modification delivery systems http://iopscience.iop.org/1748-9326/7/3/034019/article 

APPROFONDIMENTI

Di seguito un elenco di ricerche su piante ed alluminio, che si focalizzano sui meccanismi di resistenza all’alluminio; alcune delle ricerche segnalate sono espressamente portate avanti su varietà geneticamente modificate di piante. Molte ricerche riguardano i cereali, il cibo attualmente più consumato e non solo dagli umani, o altre piante coltivate ad uso alimentare. Le ricerche sono state condotte tra il 1996 ed oggi. 

Programmed cell death evidence in wheat (Triticum aestivum L.) roots induced by aluminum oxide (Al2O3) nanoparticles

Multiple Aluminum-Resistance Mechanisms in Wheat (Roles of Root Apical Phosphate and Malate Exudation). Plant Physiol. 1996United States Plant, Soil, and Nutrition Laboratory, United States Department of Agriculture-Agricultural Research Service, Cornell University, Ithaca, New York 14853.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12226413

Expression of aluminum-induced genes in transgenic arabidopsis plants can ameliorate aluminum stress and/or oxidative stress. 

Plant Physiol. 2000Research Institute For Bioresources, Okayama University, 2-20-1 Chuou, Kurashiki, Okayama 710-0046, Japan. bezaki@rib.okayama-u.ac.jphttp://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10712528

Different mechanisms of four aluminum (Al)-resistant transgenes for Al toxicity in ArabidopsisPlant Physiol. 2001Ezaki BKatsuhara MKawamura MMatsumoto H.Research Institute For Bioresources, Okayama University, 2-20-1, Chuou, Kurashiki, Okayama 710-0046, Japan. bezaki@rib.okayama-u.ac.jphttp://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11706174

Induction of vacuolar ATPase and mitochondrial ATP synthase by aluminum in an aluminum-resistant cultivar of wheat.  

Plant Physiol. 2001Hamilton CAGood AGTaylor GJDepartment of Biological Sciences, University of Alberta, Edmonton, Alberta T6G 2E9, Canada. cah@ualberta.ca http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11299386

Plant physiological and molecular biological mechanism in response to aluminium toxicityYing Yong Sheng Tai Xue Bao. 2004 Liu QZheng SLin XCollege of Environmental and Resource Sciences, Zhejiang University, Hangzhou 310029, China.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15669501

Molecular mapping of a gene responsible for Al-activated secretion of citrate in barley. 

J Exp Bot. 2004Ma JFNagao SSato KIto HFurukawa JTakeda K.Faculty of Agriculture, Kagawa University, Ikenobe 2393, Miki-cho, Kita-gun, Kagawa 761-0795, Japan. maj@ag.kagawa-u.ac.jphttp://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15155781

Isolation and characterization of a rice mutant hypersensitive to Al.  

Plant Cell Physiol. 2005 Ma JFNagao SHuang CFNishimura M. Research Institute for Bioresources, Okayama University, Chuo 2-20-1, Kurashiki, 710-0046 Japan. maj@rib.okayama-u.ac.jp http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15857838

Citrate secretion coupled with the modulation of soybean root tip under aluminum stress. Up-regulation of transcription, translation, and threonine-oriented phosphorylation of plasma membrane H+-ATPase. Plant Physiol. 2005 Shen HHe LFSasaki TYamamoto YZheng SJLigaba AYan XLAhn SJYamaguchi MSasakawa HMatsumoto HLab of Plant Nutritional Genetics and Root Biology Center, College of Natural Resources and Environment, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, People’s Republic of China.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15834009

Cytotoxic thio-malate is transported by both an aluminum-responsive malate efflux pathway in wheat and the MAE1 malate permease in Schizosaccharomyces pombe. Planta. 2006 Osawa HMatsumoto HResearch Institute for Bioresources, Okayama University, 2-20-1 Chuo, Kurashiki, 710-0046 Japanhttp://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16450171

An aluminum-activated citrate transporter in barley.  

Plant Cell Physiol. 2007 Furukawa JYamaji NWang HMitani NMurata YSato KKatsuhara MTakeda KMa JF. Research Institute for Bioresources, Okayama University, Chuo, Kurashiki, Okayama, 710-0046, Japanhttp://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17634181

Identification of aluminium-responsive genes in rice cultivars with different aluminium sensitivities. 

J Exp Bot. 2007 Zhang JHe ZTian HZhu GPeng XLaboratory of Molecular Plant Physiology, College of Life Sciences, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, PR China.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17525075

Overexpression of an auxilin-like gene (F9E10.5) can suppress Al uptake in roots of Arabidopsis. J Exp Bot. 2007 Ezaki BKiyohara HMatsumoto HNakashima SResearch Institute for Bioresources, Okayama University, 2020-1, Chuou, Kurashiki, Okayama, 710-0046 Japanbezaki@rib.okayama-u.ac.jp http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17150990

Spatial aluminium sensitivity of root apices of two common bean (Phaseolus vulgaris L.) genotypes with contrasting aluminium resistance.

 J Exp Bot. 2007 Rangel AFRao IMHorst WJInstitute of Plant Nutrition, Leibniz University Hannover, Herrenhaeuser Str. 2, D-30419 Hannover, Germany. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17975208

Comparative proteome analysis of differentially expressed proteins induced by Al toxicity in soybean. Physiol Plant. 2007 Zhen YQi JLWang SSSu JXu GHZhang MSMiao LPeng XXTian DYang YHInstitute of Plant Molecular Biology, State Key Laboratory of Pharmaceutical Biotechnology, School of Life Sciences, Nanjing University, Nanjing 210093, China. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18251846

The crucial role of mitochondrial regulation in adaptive aluminium resistance in Rhodotorula glutinis. 

Microbiology. 2008Tani AInoue CTanaka YYamamoto YKondo HHiradate SKimbara KKawai FResearch Institute for Bioresources, Okayama University, Kurashiki, Okayama, Japan.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18957597

Diverse origins of aluminum-resistance sources in wheat. Theor Appl Genet. 2008 Hu SWBai GHCarver BFZhang DDDepartment of Agronomy, Kansas State University, Manhattan, KS, 66506, USAhttp://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18787805

An ALMT1 gene cluster controlling aluminum tolerance at the Alt4 locus of rye (Secale cereale L)Genetics. 2008 Collins NCShirley NJSaeed MPallotta MGustafson JPAustralian Centre for Plant Functional Genomics, School of Agriculture, Food and Wine, University of Adelaide, Glen Osmond, SA 5064, Australia. nick.collins@acpfg.com.au http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18493079

Analysis of TaALMT1 traces the transmission of aluminum resistance in cultivated common wheat (Triticum aestivum L.). 

Theor Appl Genet. 2008Raman HRyan PRRaman RStodart BJZhang KMartin PWood RSasaki TYamamoto Y,Mackay MHebb DMDelhaize E. NSW Department of Primary Industries and NSW Agricultural Genomics Centre, Wagga Wagga Agricultural Institute, Pine Gully Road, Wagga Wagga, NSW, 2650, Australia. harsh.raman@dpi.nsw.gov.au http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18046532

A second mechanism for aluminum resistance in wheat relies on the constitutive efflux of citrate from roots. 

Plant Physiol. 2009 Ryan PRRaman HGupta SHorst WJDelhaize ECSIRO Plant Industry, Canberra, Australian Capital Territory 2601, Australia. peter.ryan@csiro.au http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19005085

Genes involved in novel adaptive aluminum resistance in Rhodotorula glutinis. 

J Biosci Bioeng. 2010 Tani AKawahara TYamamoto YKimbara KKawai FResearch Institute for Bioresources, Okayama University, 2-20-1, Chuo, Kurashiki, Okayama, 710-0046, Japan. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20347767

Engineering greater aluminium resistance in wheat by over-expressing TaALMT1. Ann Bot. 2010 Pereira JFZhou GDelhaize ERichardson TZhou MRyan PREmbrapa Trigo, Rodovia BR 285 km 294, Passo Fundo, RS, Brazil. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20338951

Transcriptomic analysis reveals differential gene expression in response to aluminium in common bean (Phaseolus vulgaris) genotypesAnn Bot. 2010 Eticha DZahn MBremer MYang ZRangel AFRao IMHorst WJInstitute of Plant Nutrition, Leibniz University Hannover, Herrenhaeuser Str. 2, 30419 Hannover, Germany. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20237115

Aluminum stress response in rice: effects on membrane lipid composition and expression of lipid biosynthesis genes. Physiol Plant. 2012 Huynh VBRepellin AZuily-Fodil YPham-Thi ATUniversité Paris Est-Créteil, Ecophysiologie Moléculaire, UMR Bioemco 7618, Equipe IBIOS, 61 avenue du Général de Gaulle, 94010 Créteil Cedex, France Research Institute for Biotechnology and Environment, Nong Lam University, Linh Trung, Thu Duc, Ho Chi Minh City, Vietnamhttp://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22452575 

Acquisition of aluminium tolerance by modification of a single gene in barley

Nat Commun. 2012 Fujii MYokosho KYamaji NSaisho DYamane MTakahashi HSato KNakazono MMa JFInstitute of Plant Science and Resources, Okayama University, Kurashiki 710-0046, Japan.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22395604

E’ accertata l’azione sinergica dell’avvelenamento da alluminio e glifosato

Il glifosato è il cosiddetto “principio attivo” della multinazionale Monsanto.

CENTINAIA DI BREVETTI 

Le grandi firme del business genetico – Monsanto, Bayer, BASF, Syngenta & Co. – hanno depositato insieme ben 532 brevetti di sequenze genetiche «che favoriscono l’adattamento ai cambiamenti climatici» delle piante (ndr: L’articolo non è troppo recente – nel frattempo il numero dei brevetti sarà accresciuto). Il 49% di questi brevetti sono di due sole ditte, Monsanto e BASF: le stesse mega-corporation che nel maggio 2007 hanno stretto fra loro un accordo di ricerca per sviluppare sementi resistenti a condizioni climatiche estreme, desertificazione, tropicalizzazione, alluvioni, salinità crescente dei suoli. I due colossi ci spendono 1,5 miliardi di dollari.

«Il più grande accordo privato di ricerca mai stipulato», commenta ETC Group, il gruppo di ricerca indipendente canadese che ha denunciato l’accordo (1). Vuol dire che intendono guadagnarci dieci volte tanto. O cento.«Si concentrano sui geni ‘climatici’ perchè per loro è una occasione d’oro per spingere gli OGM come soluzione al problema del clima», scrive ETC: «Queste tecniche proprietarie finiranno per concentrare il potere della corporations, aumentare i costi, inibire la ricerca indipendente e minacciare il diritto dei coltivatori a farsi le proprie sementi e a scambiarsele»…FONTE

 

VEDI ANCHE

NANOPARTICELLE DI ALUMINIO E SALUTE

Russel Blaylock: Medico della National Health Federation

Università di Padova: Alluminio e Salute, Dalla Neurochimica alla Neurodegenerazione.

COME MAI LA AIRFORCE USA INDAGA SUGLI EFFETTI DELLE NANOPARTICELLE DI ALLUMINIO IN ATMOSFERA?

ALLUMINIO: SCOPERTI I MECCANISMI DI TOSSICITÀ DEL METALLO

 

 

IMPORTANTE!: Il materiale presente in questo sito (ove non ci siano avvisi particolari) può essere copiato e redistribuito, purché venga citata la fonte. NoGeoingegneria non si assume alcuna responsabilità per gli articoli e il materiale ripubblicato.Questo blog non rappresenta una testata giornalistica in quanto viene aggiornato senza alcuna periodicità. Non può pertanto considerarsi un prodotto editoriale ai sensi della legge n. 62 del 7.03.2001.