Coltivare legno in laboratorio per frenare la deforestazione

Il gruppo di scienziati del Massachusetts Institute of Technology (MIT) ha sviluppato, in vitro, delle celle di legno che potrebbero fungere da base di un nuovo biomateriale stampabile in 3D più sostenibile per l’ambiente. I ricercatori hanno messo a punto la loro morfologia, coltivando tessuti di origine vegetale, al fine di eliminare lo spreco della raccolta che, di solito, è attuato per ricavare il legno. Anche se la ricerca del MIT rimane ancora in una fase sperimentale e primordiale, gli studiosi hanno ragione di ritenere che in futuro tale pratica potrebbe essere attuata per la stampa 3D di mobili ecologici o per la produzione di legni sintetici che attutirebbero il problema della deforestazione.

Legno in vitro, la proposta del MIT per bloccare la deforestazione

Il gruppo di scienziati del MIT si sta impegnando per l’attuazione di un piano che preveda la “crescita” del legno in laboratorio, senza luce solare o suolo. Ashley Beckwith, autrice principale dello studio, spera che il legno coltivato in laboratorio possa, un giorno, integrare i metodi forestali tradizionali.

Il suo team sta coltivando il legno utilizzando un gel stampato in 3D per modellare le cellule vegetali nella forma desiderata. La tecnologia potrebbe essere utilizzata per creare parti in legno o assi, da utilizzare, in seguito, ad esempio, per mobili.

Intervenendo al programma Naga Munchetty di BBC 5 Live, la scienziata ha affermato che il mondo sta affrontando una “domanda sempre crescente di prodotti a base vegetale, che si tratti di cibo, materiali per infrastrutture, beni di consumo e, persino, colture necessarie per i combustibili bioenergetici e noi stiamo lavorando con un’area limitata di terreno coltivabile“.

Poi ha aggiunto: “Dedichiamo molte risorse alla coltivazione di piante intere, quando tutto ciò che usiamo è, in realtà, una porzione molto piccola della pianta stessa. Quindi dovevamo trovare un modo più strategico per riprodurre materiali che non sono così dipendenti dalla terra“.

Il team di studiosi del Massachusetts Institute of Technology (MIT) di Cambridge, negli Stati Uniti, ha iniziato coltivando piccole strutture utilizzando una pianta di zinnia – un membro della famiglia delle margherite – come specie modello per “dimostrare il concetto“.

Vantaggi: rispetto dell’ambiente e abbattimento dei costi

Il legno e altri materiali di origine vegetale sono spesso osannati per il fatto che siano rinnovabili, a differenza dei combustibili fossili. Per questo motivo, tali materiali sono maggiormente utilizzati per la creazione di beni di consumo e per la produzione di energia. Questa eccessiva dipendenza dal legno ha incrementato notevolmente il fenomeno della deforestazione, su base mondiale, che potrebbe avere conseguenze molto negative e devastanti per l’ecosistema.

Nei fatti, le modalità mediante le quali il legno viene coltivato e raccolto, sono sempre le stesse da centinaia di anni: le piante sono, dapprima, coltivate, poi raccolte e il resto che non occorre viene fatto bruciare come rifiuto naturale. In questo modo, ci ritroviamo di fronte a un problema: gran parte dell’albero viene, in sostanza, scartato e, di conseguenza, i costi della terra, dei fertilizzanti e del trasporto sono piuttosto onerosi.

I materiali coltivati ​​in laboratorio, invece, possono dare sollievo all’agricoltura, poiché coltivabili secondo determinati criteri, eliminando, così, il bisogno di scartare i pezzi indesiderati. Nel quadro di una pratica definita micropropagazione, sono coltivati campioni di piccole piante in massa per poi essere sottoposti a ridistribuzione. Bisogna sottolineare, però, che tale metodologia è molto specifica e selettiva e spesso viene attuata per tutelare le specie più rare e particolari.

La micropropagazione, però, potrebbe avere un impatto molto importante, se applicata alla crescita in vitro del legno su ampia scala, andando, così, a ridurre drasticamente il tempo necessario per coltivare materiali di origine vegetale. Il gruppo di ricerca del MIT, dunque, ha lavorato combinato questi due approcci, andando a sviluppare un nuovo biomateriale con proprietà regolabili.

L’esperimento in vitro e la realizzazione di un nuovo biomateriale

Riportando l’idea al laboratorio, i ricercatori hanno coltivato tessuto vegetale simile al legno in vitro, senza suolo o luce solare, con una pianta di zinnia (Zinnia elegans), estraendo cellule vive dalle sue foglie. Tale pianta è stata considerata una buona specie modello perché è ben studiata, cresce rapidamente e alcune cellule possono essere prodotte in modo affidabile in colture in sospensione come i gel.

Il team ha coltivato le cellule in un mezzo di crescita liquido, consentendo loro di metabolizzarsi e proliferare. Sono state poi trasferite in un gel, che ha agito da impalcatura per far crescere le cellule in una forma particolare e quindi “sintonizzate“. “Le cellule vegetali sono simili alle cellule staminali, nel senso che possono diventare qualsiasi cosa”, ha affermato Velásquez-García del team di ricerca.

I ricercatori hanno indotto le cellule a sviluppare una struttura rigida simile al legno utilizzando un mix di due ormoni vegetali chiamati auxina e citochinina. Variando i livelli di questi ormoni nel gel, hanno controllato la produzione delle cellule di lignina, un polimero organico che conferisce al legno la sua compattezza.

Beckwith ha, quindi, valutato la composizione cellulare e la struttura del prodotto finale utilizzando la microscopia a fluorescenza. “Si può valutare visivamente quali cellule si lignificano, misurando l’allargamento e l’allungamento delle cellule“, ha detto a MIT News.

Gli investimenti per una corretta transizione ecologica

Sebbene la tecnica sia tutt’altro che pronta per il mercato, i primi esperimenti “dimostrano la fattibilità della coltivazione di materiali in vitro in architetture controllate e la creazione di materiali vegetali personalizzati. Il potenziamento di questo approccio, infatti, richiederebbe significativi investimenti finanziari e intellettuali” da parte sia del governo che di fonti private, ha affermato la studiosa.

La corsa per scongiurare il riscaldamento globale – e per avviare una corretta transizione ecologica – è iniziata da un bel po’ di tempo e, per questo motivo, gli scienziati stanno sviluppando biomateriali sintetici come alternativa più sostenibile alle materie prime naturali.

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