Quando le foglie funzionano come mini-pannelli solari
Uno studio pubblicato sulla rivista Plos Biology, realizzato in collaborazione tra il Dipartimento di Scienze dell’Ambiente e della Vita dell’Università del Piemonte Orientale, l’Università di Milano e la Ludwig Maximilian Universitat di Monaco (Germania), ha permesso di identificare la proteina che consente alle piante di utilizzare al meglio l’energia solare.
La radiazione luminosa che colpisce le foglie cambia la propria intensità e composizione spettrale a causa di molteplici fattori (le nuvole, il movimento delle foglie indotto dal vento o l’alternarsi del giorno e della notte). Le piante hanno quindi sviluppato meccanismi molecolari con cui adattano rapidamente il proprio apparato fotosintetico alle diverse condizioni di luce ottimizzando la fotosintesi e quindi la conversione di energia luminosa in sostanza organica che è essenziale per l’alimentazione di molti esseri viventi.
La ricerca integra una serie di studi svolti in passato dallo stesso gruppo in cui si era scoperto che, a diverse condizioni di luminosità, l’apparato fotosintetico poteva assumere diverse modalità funzionali, dette stato 1 e stato 2. La proteina STN7 era stata identificata, nel 2005, come responsabile del passaggio dallo stato 1 allo stato 2, grazie all’aggiunta di gruppi fosfato. Lo studio in pubblicazione ha ora identificato un’altra proteina – la TAP38 – responsabile della transizione tramite la rimozione degli stessi gruppi fosfato.
Il professor Roberto Barbato, docente alla Facoltà di Scienze di Alessandria, ha spiegato che l’esperimento è stato compiuto su una pianta di Arabidopsis thaliana di cui sono stati “silenziati” i geni dell’enzima TAP38. In tal modo, la pianta rimane bloccata al cosiddetto stato funzionale 2 (indipendentemente dalle condizioni ambientali). Allo stesso tempo però si è verificato che, rimuovendo la TAP38 da piante coltivate in serra (e quindi in condizioni di luminosità per le quali la permanenza della pianta nello stato 2 risulta particolarmente funzionale), queste producevano una quantità di biomassa maggiore.
Questi risultati,particolarmente interessanti per le ricadute nel controllo della produttività delle coltivazioni in serra, chiariscono importanti dettagli dal punto di vista molecolare aprendo nuove prospettive per il miglioramento della fotosintesi e la produzione di biomassa. Considerando le foglie del tutto simili a dei veri e propri pannelli solari, che assorbono e accumulano l’energia luminosa, la conoscenza dei meccanismi molecolari utilizzati per ottimizzare l’assorbimento della luce potrà inoltre essere utile per sviluppare in futuro tecnologie più efficienti nel settore fotovoltaico.
