Ecologia

Un nuovo trucco per migliorare la fotosintesi ha un inatteso effetto collaterale

Il processo della trasformazione della luce in cibo non è perfetto, per colpa dell'ossigeno. Qualcosa forse si può fare, per migliorarlo, ma con risultati inattesi.

Durante la seconda parte della fotosintesi, quella che sfrutta l’energia della luce per produrre molecole complesse, per le piante l’ossigeno (che per noi è vitale) diventa quasi un veleno. Questo perché, in una reazione biochimica chiamata fotorespirazione, l'ossigeno interferisce con un enzima fondamentale e gli mette i bastoni tra le ruote. La conseguenza è che questo enzima, la RuBisCO, ha un’efficienza piuttosto bassa.

Ci sono stati molti tentativi per "migliorare" questo processo, che risale a circa tre miliardi di anni fa e oltre, come quello proposto non molto tempo fa dalla biochimica Laura Barter (Imperial College, Londra): per la ricercatrice, se si lascia fare il suo lavoro all’enzima, creando un’atmosfera più amichevole le cose possono migliorare.

In alternativa alla soluzione proposta dalla ricercatrice londinese, Patricia Lopez-Calcagno, una scienziata dell'università dell’Essex (UK), ha studiato la possibilità di aumentare la produzione di H-proteina, una molecola che assorbe l’ossigeno in eccesso nella foglia, in tal modo facendo crescere la produzione del vegetale dal 27 al 47%. Il tutto fa parte di un progetto chiamato RIPE (Realizing Increased Photosynthetic Efficiency) finanziato tra gli altri dalla Bill and Melinda Gates Foundation (qui un lungo articolo in inglese sulle possibili soluzioni per aggiustare la fotosintesi).

si può migliorare artificialmente la fotosintesi?
L'enzima RuBisCO della pianta di spinaci.

Studi sul campo. Lo studio di Patricia Lopez-Calcagno, riportato sul Plant Biotechnology Journal, ha applicato per la prima volta in condizioni naturali, sulla pianta di tabacco, un metodo studiato finora solo in laboratorio sulla specie vegetale usata come cavia per la maggior parte degli studi, l’arabetta comune (Arabidopsis thaliana). Insieme ad altre ricerche - come questa riportata da Science, che annuncia miglioramenti della produzione del 20 per cento - lo studio sembra confermare l'idea di alcuni ricercatori che sperano di poter migliorare la fotosintesi (e riuscire così a sfamare i dieci miliardi di persone previsti per il 2050).

Tutto BENE, se non fosse che la fotosintesi è un processo estremamente complesso, e sembra che non ne voglia sapere delle soluzioni e dei miglioramenti umani... Aumentare con modifiche genetiche la produzione di H-proteina durante la crescita e il metabolismo delle piante porta infatti, per ragioni non ancora ben comprese, a piante più basse, che a un mese sono la metà delle loro controparti inalterate.

Come tutti i processi biologici, l’intera fotosintesi dovrebbe probabilmente essere affrontata con una visione di sistema totale, non a singoli stadi. Ma gli sforzi e l’approccio della scienza non sono ancora in grado, per ora, di guardare l'intero immenso flusso di materia ed energia di quello che è il processo più importante per la storia della vita sulla Terra.

2 giugno 2018 Marco Ferrari
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