Quante volte abbiamo sentito l’espressione “la perfezione della natura” ? In realtà è vero che l’ecosistema globale è basato su un equilibrio dinamico di straordinaria bellezza e complessità che è spesso minacciato da azioni sconsiderate ma pensare che ogni singolo organismo sia perfetto così com’è è pregiudizio da creazionisti, la natura è imperfetta perché il processo di selezione naturale privilegia tra tante variazioni casuali quelle che rendono un organismo più adatto a sopravvivere ma abbiamo molti esempi di organismi che non si sono evoluti nella maniera più efficiente immaginabile e possiamo migliorarli. Ad esempio gli scienziati dell’Università dell’Illinois hanno riportato di aver aggiustato un difetto della fotosintesi aumentando la resa di piante da raccolto. La ricerca è stata pubblicata su Science.
La fotosintesi, ce lo insegnavano alle medie, è quel processo tramite il quale le piante producono le sostanze per la propria crescita e sostentamento utilizzando anidride carbonica, acqua e luce solare, questa la versione estremamente semplificata. In realtà se si scende nello specifico il meccanismo è molto complesso e non esiste un solo ciclo, la fotosintesi è divisa in due fasi (a loro volta composte da tappe): la fase luce-dipendente (o fase luminosa), dipendente dalla luce e la fase di fissazione del carbonio di cui fa parte il ciclo di Calvin (o ciclo C3).
Tra i processi attuati dalle piante ce n’è uno chiamato fotorespirazione che non fa parte della fotosintesi ma è necessaria per via di un difetto e si svolge sia durante la prima fase che (in piccola parte) al buio, si tratta di un processo che la pianta utilizza per liberarsi di sostanze dannose che vengono prodotte perché la pianta si “confonde” durante il processo di fotosintesi.
La “colpa” è di un enzima chiamato RuBisCO (forma amichevole per l’impronunciabile ribulosio-1,5-bisfosfato carbossilasi/ossigenasi) che opera all’interno del suddetto ciclo di Calvin, il RuBisCO è in un certo senso vittima del suo successo, ha talmente riempito l’atmosfera di ossigeno (rispetto a quella primordiale con molta più anidride carbonica) che ora si sbaglia perché non è così “bravo” a distinguere tra le due molecole e addirittura il 20% delle volte pesca ossigeno invece che CO2 per la fotosintesi e il processo produce sostanze dannose per la pianta. La fotorespirazione serve ad eliminare questi composti nocivi ma è un processo dispendioso che sottrae risorse alla crescita.
Come se non bastasse la fotorespirazione segue percorsi all’interno della cellula che non sono così efficienti, gli scienziati guidati dal biologo molecolare Paul South (al centro nella foto tra i colleghi Don Ort e Amanda Cavanagh ) non hanno eliminato la necessità della fotorespirazione ma perlomeno l’hanno resa più efficace creando una vera e propria scorciatoia nelle cellule delle piante modificate geneticamente facendo risparmiare abbastanza energia che le piante hanno potuto reindirizzare verso la fotosintesi traducendosi in una crescita aumentata del 40% rispetto alle piante normali.
Lo studio si è svolto all’interno del programma Realizing Increased Photosynthetic Efficiency (RIPE) un progetto di ricerca internazionale il cui scopo ultimo è aumentare i raccolti per sfamare la popolazione mondiale, sostenuto tra gli altri dalla Bill & Melinda Gates Foundation, dalla Foundation for Food and Agriculture Research (FFAR) e dal Department for International Development (DFID) del Regno Unito.
Fonte immagine: ripe.illinois.edu
Roberto Todini