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
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
2
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.
3
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.
4
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.
5
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.,
6
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.
7
Piano di irrigazione
25
20
15
10
5
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
G
io
rn
o
0
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.
8
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.
9
4 Risultati
4.1 Grafici delle condizioni ambientali
A
C
B
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
A
C
B
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
A
B
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
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
10
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
55
50
45
Altezza (cm)
43.44
42.25
41.03
40
Esp. 1
Esp. 2
Esp. 3
35
30
25
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.
11
Media diametro prime foglie
7
6.5
Diametro (cm)
6.21
6.03
6
5.6
Esp. 1
Esp. 2
Esp. 3
5.5
5
4.5
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.
12
Media diametro seconde
1.6
1.5
1.4
Diametro (cm)
1.3
1.2
1.1
1.064
1
0.9
1.068
Esp. 1
Esp. 2
Esp. 3
0.864
0.8
0.7
0.6
0.5
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.
13
Massa secca radici totale
1.4
1.3
1.199
1.2
grammi
1.1
1
0.8996
0.9
0.878
0.8
Esp. 1
Esp. 2
Esp. 3
0.7
0.6
0.5
0.4
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
4.5
4.3
4.1556
4.1
3.9
3.665
3.7
grammi
3.5
3.3
Esp. 1
Esp. 2
Esp. 3
3.1
2.9
2.7
2.5
2.5557
2.3
2.1
1.9
1.7
Figura 14: Grafico con massa secca totale (g) della parte aerea.
14
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
6
5.0552
5
grammi
4
3
4.543
3.7547
Esperimento 1
Esperimento 2
Esperimento 3
2
1
0
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.
15
Media masse
0.8
0.75
0.7
0.65
0.6
0.55
0.5
0.45
0.4
0.35
0.3
0.25
0.2
0.15
0.1
0.05
0
0.6926
0.6108
Esp.
Esp.
Esp.
Esp.
Esp.
Esp.
0.4260
1
1
2
2
3
3
radici
aerea
radici
aerea
radici
aerea
0.1998
0.1499
0.1463
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.
16
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)
17
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
18
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).
19
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
20
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).
21
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.
22
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.
23
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%2
0Plants%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
24
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
25
26
9 Allegato 1: Tabelle delle misurazioni
Media
Media
Media
Media
Media
Media
P. H
No
1
7
13
24
25
No1 No2 D1.1
42
50
41.4
39.4
38
2
2
2
2
2
3
3
3
3
3
6.1
6.6
5.5
5.9
6.1
6.5
6.1
6
5.4
6
1.2
1.5
1
0.7
1
0.8
1.1
0.6
0.6
0.7
1.1
0.5
0.5
5
4
18
20
28
46.5
54.2
38
43
39
2
2
2
2
2
3
3
3
3
3
5.9
5.9
6
6.1
5
6.1
6.5
6.5
6
4.9
1.3
0.9
1
1
0.9
0.7
0.6
0.7
0.6
10
6
19
26
27
42
39.6
48.5
22.2
51.9
2
2
2
2
2
3
3
3
6.7
6.4
6.7
4.9
7
1.5
1
1.3
1.1
0.6
0.7
1
0.5
0.8
3
6.6
7
6.5
4.2
7.1
1
0.7
0.6
15
3
11
22
30
42.6
46.2
30.5
29
49.6
2
2
2
2
2
3
3
3
3
3
6.2
6.5
5
4.9
6.3
6.5
6.5
4.5
5.6
6.1
1.1
1
0.8
0.9
1.2
0.7
0.7
0.6
0.7
0.6
0.5
21
23
2
9
17
38
39
39.5
38
38.5
2
2
2
2
2
3
3
3
3
3
6.7
5.2
6
6.5
5.5
6.1
5.6
6
6.2
5.6
0.7
0.9
1
1
1
0.6
0.7
0.6
0.6
0.7
0.5
12
14
29
8
16
50
36.4
43
36.6
38.2
2
2
2
2
2
3
3
3
3
6.6
6.7
6.4
5.7
6
6.2
6
6.3
5.5
7
1.6
1
1.2
0.9
1.4
0.5
0.9
1.2
0.5
0.9
6.04
5.78
6.28
5.78
5.98
6.28
6
6
6.34
5.84
5.9
6.2
1.08
1.02
1.2
1
0.92
1.175
42.16
44.14
40.84
39.58
38.6
40.84
Media
tot.
41.02666667
Media diametro prime foglie
Media diametro 2nde foglie
D1.2
D2.1
D2.2 D2.3
6.023333333 6.046666667 1.065833333
6.035
0.863636364
Tabella 1: Risultati esp. 1
27
P.
No H
1
Media
Media
Media
Media
Media
Media
44
No1 No2 D1.1
2
3
D1.2
D2.1
5.7
5.8
1.4
7
13
24
25
46.5
39.5
53.3
23.3
2
2
2
2
3
3
3
0
6
5.5
6.4
5.4
6
5.6
6.5
5.4
1.2
1.1
1.1
5
4
18
20
28
47.2
40
50
42
30.4
2
2
2
2
2
3
3
3
3
3
6.3
6.1
7.6
6.1
5.5
5.8
6
6.1
6
5.8
0.8
1
1.4
1.4
1
10
6 37. 5
19
26
27
45.7
34.3
35.3
44.3
2
2
2
2
2
3
3
3
3
3
6.6
6.2
6.4
5.4
5.4
5.9
6.2
6.3
5.2
5.2
0.8
1.2
1.3
1.2
1.2
15
3
11
22
30
30.6
36.3
40
43.8
38.7
2
2
2
2
2
3
3
3
3
3
5.6
6
6.6
6.2
6.2
5.4
5.5
6.8
5.6
6
21
23
2
9
17
55.5
46
47
42
31.3
2
2
2
2
2
3
3
3
3
0
6.4
6.2
7
5.8
6.1
12
14
29
8
16
42.4
50
49.4
55.5
41
2
2
2
2
2
3
3
3
3
3
41.32
41.92
39.9
37.88
44.36
47.66
Media
tot.
42.25172414
Media diametro prime foglie
Media diametro seconde foglie
D2.2 D2.3
1
0.9
1
1
0.5
1.2
0.8
0.5
0.7
0.8
0.8
0.9
0.7
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
1.1
1.1
1.1
1
1.1
0.6
0.5
7
6.2
7.5
5.5
7.1
2.4
1.1
1
1.1
1.6
0.6
0.6
0.5
1.7
0.5
0.7
0.9
6
6.9
6.6
7.8
6.1
6.4
7.6
6.6
8.4
7.1
1
2.2
1.5
3.2
1.2
0.6
1.5
0.8
2
0.6
0.6
1.4
0.9
2
0.6
5.8
6.32
6
6.12
6.3
6.68
5.86
5.94
5.76
5.86
6.66
7.22
1.2
1.12
1.14
1.08
1.4
1.82
6.203333333 6.216666667 1.293333333
6.21
1.063636364
Tabella 2: risultati esp. 2
28
Media
Media
Media
Media
Media
Media
P. No H
1
7
13
24
25
42.5
53
44.8
58
44
5
4
18
20
28
39.4
46.5
46.2
31.2
42
2
2
2
2
2
3
3
3
3
5.3
6.2
5.1
5.7
6
5.5
5.9
6
5.8
5.7
10
6
19
26
27
41.5
32.5
44.8
30.5
45
2
2
2
2
2
3
3
3
3
3
6.1
5
6.5
6
4
15
3
11
22
30
42.3
47.7
54
29.5
36
2
2
2
2
2
3
3
3
3
3
21
23
2
9
17
39.3
47.4
44.4
53
34.5
2
2
2
2
2
12
14
29
8
16
47.5
35.5
52
44.1
54
2
2
2
2
2
No1 No2 D1.1
2
3
2
3
2
3
2
3
2
3
48.46
41.06
38.86
41.9
43.72
46.62
Media tot.
43.43666667
Media diametro prime foglie
Media diametro seconde foglie
4.3
6.6
6.4
6.7
4.1
D1.2 D2.1
3.2
6.8
6.2
7.1
3
D2.2
1.3
2
1.5
1.2
0.8
D2.3
1.5
1.2
1.3
0.8
1.1
0.8
1.9
0.7
0.7
1.4
0.8
1.2
6.3
4.6
6.2
5.4
3.3
1
1.2
1
0.6
1.5
0.7
0.7
0.6
0.8
6.2
6.2
6
5
5.3
5.7
6.2
6.9
4.2
4
1.8
0.9
1
1.1
0.6
1.5
1.2
0.8
0.8
3
3
3
3
5
6.3
5.7
6.4
4.3
5.3
5.9
5.6
6.9
4.7
1.3
1.1
1.1
1.5
0.5
0.7
1.1
0.6
0.9
0.8
3
3
3
3
3
7
6.7
5
6
6.1
5.5
5.5
5.3
6.5
5.5
1.8
1.1
1.5
0.9
1.3
1.4
0.8
1
0.7
1.1
1.2
0.9
1.5
0.6
0.7
5.62
5.66
5.52
5.74
5.54
6.16
5.26
5.78
5.16
5.4
5.68
5.66
1.36
1.125
1.06
1.08
1.25
1.32
5.706666667
5.598333333
1.068333333
5.49 1.199166667
Tabella 3: risultati esp. 3
29
Massa secca
Colore Gruppo Massa secca
radici (g)
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.
Media
3.7547
0.199833333
0.42595
Tabella 4: risultati massa secca radici e parte aerea esp. 1
Colore Gruppo
Giallo
Massa secca
radici (g)
0.1487
Massa secca
parte aerea (g)
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 gruppi
0.8996
4.1556
Massa tot.
5.0552
Media
0.149933333
0.6926
Tabella 5: risultati massa secca radici e parte aerea esp. 2
30
Colore Gruppo Massa secca
Massa secca
radici (g)
parte aerea (g)
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 gruppi
0.878
3.665
Massa tot.
4.543
Media
0.146333333
0.610833333
Tabella 6: risultati massa secca radici e parte aerea esp. 3
31
10 Allegato 2: Test statistici
Altezza piante esp. 1 vs esp. 2:
Anova: Single Factor
SUMMARY
Groups
Column 1
Column 2
ANOVA
Source of
Variation
Between Groups
Within Groups
Count
Sum
Average
Variance
30 1230.8 41.02666667 47.1834023
30 1262.8 42.09333333 58.65926437
SS
17.06666667
3069.437333
Total
df
3086.504
MS
F
P-value
F crit
1 17.06666667 0.322491245 0.57230624 4.006872822
58 52.92133333
59
Altezza piante esp. 2 vs esp. 3:
Anova: Single Factor
SUMMARY
Groups
Column 1
Column 2
ANOVA
Source of
Variation
Between Groups
Within Groups
Count
Sum
Average
Variance
30 1262.8 42.09333333 58.65926437
30 1303.1 43.43666667 56.45688506
SS
27.06816667
3338.368333
Total
df
3365.4365
MS
F
P-value
F crit
1 27.06816667 0.470275748 0.495592429 4.006872822
58 57.55807471
59
Altezza piante esp. 1 vs esp. 3:
Anova: Single Factor
SUMMARY
Groups
Column 1
Column 2
Count
Sum
Average
Variance
30 1303.1 43.43666667 56.45688506
30 1230.8 41.02666667 47.1834023
ANOVA
Source of
Variation
Between Groups
Within Groups
SS
87.1215
3005.568333
Total
3092.689833
df
MS
F
P-value
F crit
1
87.1215 1.681228453 0.199896348 4.006872822
58 51.82014368
59
32
Diametro prime foglie esp. 1 vs esp. 2:
Anova: Single Factor
SUMMARY
Groups
Column 1
Column 2
ANOVA
Source of
Variation
Between Groups
Within Groups
Total
Count
Sum
30 181.05
30 186.3
SS
0.459375
21.93775
22.397125
df
Average
Variance
6.035 0.353301724
6.21 0.403172414
MS
F
P-value
F crit
1
0.459375 1.214516074 0.27499175 4.006872822
58 0.378237069
59
Diametro prime foglie esp. 2 vs esp. 3:
Anova: Single Factor
SUMMARY
Groups
Column 1
Column 2
Count
Sum
Average
Variance
30 186.3
6.21 0.403172414
30 167.95 5.598333333 0.825255747
ANOVA
Source of
Variation
Between Groups
Within Groups
SS
5.612041667
35.62441667
Total
41.23645833
df
MS
F
P-value
F crit
1 5.612041667 9.136947272 0.003725533 4.006872822
58 0.61421408
59
Diametro prime foglie esp. 1 vs esp. 3:
Anova: Single Factor
SUMMARY
Groups
Column 1
Column 2
Count
Sum
Average
Variance
30 167.95 5.598333333 0.825255747
30 181.05
6.035 0.353301724
ANOVA
Source of
Variation
Between Groups
Within Groups
SS
2.860166667
34.17816667
Total
37.03833333
df
MS
F
P-value
F crit
1 2.860166667 4.853673642 0.031573427 4.006872822
58 0.589278736
59
33
Diametro seconde foglie esp. 1 vs esp. 2:
Anova: Single Factor
SUMMARY
Groups
Column 1
Column 2
Count
Sum
Average
Variance
30
32.25
1.075 0.033232759
28 29.73333333 1.061904762 0.141622575
ANOVA
Source of
Variation
Between Groups
Within Groups
SS
0.00248358
4.787559524
Total
4.790043103
df
MS
F
P-value
F crit
1 0.00248358 0.029050388 0.865277053 4.012973319
56 0.085492134
57
Diametro seconde foglie esp. 2 vs esp. 3:
Anova: Single Factor
SUMMARY
Groups
Column 1
Column 2
Count
Sum
Average
Variance
28 29.73333333 1.061904762 0.141622575
28 29.23333333 1.044047619 0.081156673
ANOVA
Source of
Variation
Between Groups
Within Groups
SS
0.004464286
6.015039683
Total
6.019503968
df
MS
F
P-value
F crit
1 0.004464286 0.040078111 0.842079981 4.019540907
54 0.111389624
55
Diametro seconde foglie esp. 1 vs esp. 3:
Anova: Single Factor
SUMMARY
Groups
Column 1
Column 2
Count
Sum
Average
Variance
28 29.23333333 1.044047619 0.081156673
30
32.25
1.075 0.033232759
ANOVA
Source of
Variation
Between Groups
Within Groups
SS
0.013875205
3.154980159
Total
3.168855364
df
MS
F
P-value
F crit
1 0.013875205 0.246280945 0.621648397 4.012973319
56 0.056338931
57
34
Massa secca radici esp. 1 vs esp. 2:
Anova: Single Factor
SUMMARY
Groups
Column 1
Column 2
Count
Sum
Average
Variance
6 1.199 0.199833333 0.028462167
6 0.8996 0.149933333 0.004362947
ANOVA
Source of
Variation
Between Groups
Within Groups
SS
0.00747003
0.164125567
Total
0.171595597
df
MS
F
P-value
F crit
1 0.00747003 0.455141155 0.515197127 4.964602701
10 0.016412557
11
Massa secca radici esp. 2 vs esp. 3:
Anova: Single Factor
SUMMARY
Groups
Column 1
Column 2
Count
Sum
Average
Variance
6 0.8996 0.149933333 0.004362947
6 0.878 0.146333333 0.007480267
ANOVA
Source of
Variation
Between Groups
Within Groups
SS
3.888E-05
0.059216067
Total
0.059254947
df
MS
F
P-value
F crit
1
3.888E-05 0.006565786 0.937017265 4.964602701
10 0.005921607
11
Massa secca radici esp. 1 vs esp. 3:
Anova: Single Factor
SUMMARY
Groups
Column 1
Column 2
Count
Sum
Average
Variance
6 0.878 0.146333333 0.007480267
6 1.199 0.199833333 0.028462167
ANOVA
Source of
Variation
Between Groups
Within Groups
SS
0.00858675
0.179712167
Total
0.188298917
df
MS
F
P-value
F crit
1 0.00858675 0.477805713 0.505147548 4.964602701
10 0.017971217
11
35
Massa secca parte aerea esp. 1 vs esp. 2:
Anova: Single Factor
SUMMARY
Groups
Column 1
Column 2
Count
Sum
6 2.5557
6 4.1556
ANOVA
Source of
Variation
Between Groups
Within Groups
SS
0.213306668
0.111630635
Total
0.324937303
df
Average
Variance
0.42595 0.017366415
0.6926 0.004959712
MS
F
P-value
F crit
1 0.213306668 19.10825532 0.001396257 4.964602701
10 0.011163064
11
Massa secca parte aerea esp. 2 vs esp. 3:
Anova: Single Factor
SUMMARY
Groups
Column 1
Column 2
Count
Sum
Average
Variance
6 4.1556
0.6926 0.004959712
6 3.665 0.610833333 0.004714167
ANOVA
Source of
Variation
Between Groups
Within Groups
SS
0.020057363
0.048369393
Total
0.068426757
df
MS
F
P-value
F crit
1 0.020057363 4.146705582 0.069068073 4.964602701
10 0.004836939
11
Massa secca parte aerea esp. 1 vs esp. 3:
Anova: Single Factor
SUMMARY
Groups
Column 1
Column 2
Count
Sum
Average
Variance
6 3.665 0.610833333 0.004714167
6 2.5557
0.42595 0.017366415
ANOVA
Source of
Variation
Between Groups
Within Groups
SS
0.102545541
0.110402908
Total
0.212948449
df
MS
F
P-value
F crit
1 0.102545541 9.288300678 0.012300489 4.964602701
10 0.011040291
11
36
