Sapere Scienza

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Scoperta una nuova forma di fotosintesi

25 Luglio 2018

Una scoperta che cambierà la nostra conoscenza dei meccanismi della fotosintesi clorofilliana tanto da dovere, probabilmente, riscrivere i testi dai quali l'abbiamo studiata. Lo studio che ci svela i nuovi segreti di questo processo è stato pubblicato su Science da un gruppo di ricercatori dell'Imperial College di Londra. Se siete curiosi di capire di cosa si tratta, continuate a leggere.

 

La fotosintesi clorofilliana

 

La fotosintesi è il processo attraverso il quale sostanze inorganiche come l'acqua e l'anidride carbonica vengono trasformate in composti organici - generalmente glucosio - grazie all'energia del Sole. I protagonisti di questo fenomeno sono i pigmenti fotosintetici, molecole complesse in grado di assorbire differenti intervalli dello spettro della radiazione solare. Quasi in maniera universale il pigmento utilizzato per la fotosintesi è la clorofilla a, di colore verde, che quindi assorbe l'intervallo di lunghezze d'onda del rosso e usa la sua energia per produrre ossigeno e composti biochimici.
Poiché la clorofilla a è presente in tutte le piante, alghe e cianobatteri (batteri fotosintetici chiamati anche alghe verdi-azzurre) che conosciamo, l'energia della luce rossa è considerata il "limite del rosso" della fotosintesi ossia la quantità minima di energia necessaria per le reazioni chimiche che producono ossigeno. Questo confine, ad esempio, è adoperato in astrobiologia per capire se su pianeti di altri sistemi solari possano essersi sviluppate forme di vita.
Esistono dei casi particolari: quando alcuni cianobatteri crescono illuminati da radiazione nel vicino infrarosso, il sistema legato alla clorofilla a smette di funzionare e un processo differente, con un differente pigmento, la clorofilla f, prende il suo posto. Fino a ora, però, si credeva che il compito della clorofilla f fosse unicamente assorbire la luce.

 

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Oltre il limite del rosso

 

La nuova ricerca ha mostrato, invece, che la clorofilla f gioca un ruolo fondamentale nella fotosintesi in condizioni di luminosità minore, utilizzando radiazione infrarossa di più bassa energia (il lontano infrarosso) per i complessi processi chimici che deve svolgere. Questa è una forma di fotosintesi nuova, oltre il limite del rosso.
L'Acaryochloris, è un cianobatterio già conosciuto per la sua capacità di fotosintesi nel vicino infrarosso, adoperando la clorofilla d e la f, e creduto il solo in grado di farlo, essendo un' unica specie che vive in un habitat molto specifico. Ciò che è stato dimostrato ora dagli scienziati è un terzo tipo di fotosintesi basata sulla clorofilla f, non solo capace di raccogliere luce ma anche di condurre i processi chimici. È il Chroococcidiopsis thermalis, un cianobatterio estremofilo, a utilizzare la fotosintesi basata sulla clorofilla f in condizioni particolari, in cui vi è abbondanza di radiazione infrarossa.

 

 

Nuove prospettive

 

Lo studio ha, inoltre, sottolineato come il danneggiamento dovuto alla radiazione, che dovrebbe essere più significativo oltre il limite del rosso, non rappresenti effettivamente un problema in ambienti bui. Una buona notizia considerando che queste nuove conoscenze potranno essere il primo passo per una evoluzione dell'agricoltura, con coltivazioni ingegnerizzate che possano sfruttare anche lunghezze d'onda maggiori dello spettro della luce solare. Come avevamo già accennato, anche la ricerca di vita aliena in pianeti di altri sistemi solari si arricchirà di nuovi approcci, alla luce di questa nuova forma di fotosintesi.

 

Il mondo vegetale è il protagonista dell'articolo "Le piante e la cura della salute" di Pinarosa Avato e Gian Pietro Di Sansebastiano. Leggetelo acquistandolo singolarmente o scaricando il numero di aprile 2017 di Sapere.

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