pubblicato il 02 dicembre 2014
La fotosintesi delle piante, come resta efficiente in ombra e in piena luce
Le piante mantengono elevata la loro efficienza fotosintetica in condizioni di luce fluttuante
Nel giro di pochi secondi nuvole e movimenti delle fronde al vento possono far variare di molto l'intensità della radiazione solare che raggiunge le foglie.
Ora è stato scoperto il meccanismo che permette alle piante di mantenere l'efficienza delle fotosintesi anche in condizioni di estrema variabilità della luce.
Un gruppo di ricercatori della Carnegie Institution ha scoperto un meccanismo essenziale grazie a cui le piante mantengono elevata la loro efficienza fotosintetica in condizioni di luce fluttuante. La scoperta è descritta in un articolo su "Nature Communications".
L'energia disponibile alle piante sotto forma di luce può subire oscillazioni estreme su scale temporali molto brevi: il flusso di fotoni della radiazione solare può cambiare oltre 100 volte nel giro di pochi secondi a causa, per esempio, dell'ombra prodotta dalle nuvole o dallo stesso movimento delle foglie per il vento. In pieno Sole, l'energia in eccesso assorbita deve essere dissipata sotto forma di calore per evitare danni alle delicate strutture vegetali. Ma non appena la luce diminuisce, la pianta deve passare dalla modalità di dissipazione dell'eccesso di fotoni a una modalità di raccolta e sfruttamento.
Il cosiddetto complesso antenna - un sistema di proteine e pigmenti contenuti nel cloroplasto delle foglie, al cui interno avviene la fotosintesi - assorbe i fotoni della luce e ne trasferisce l'energia ai fotosistemi che portano alla sintesi di ATP, la molecola che serve da riserva di energia. Era già noto che se la concentrazione di fotoni è eccessiva entra in funzione un meccanismo di dissipazione e dunque di salvaguardia. Tuttavia i tempi di reazione di questo sistema sono lenti e richiedono diversi minuti e sono utili per la regolazione dei processi fotosintetici durante lenti cambiamenti di luninosità, per esempio il sorgere o il tramontare del Sole, ma non sono in grado di garantire l'efficienza delle fotosintesi di fronte a variazioni rapide dell'intensità della luce.
Ora Ute Armbruster e colleghi hanno scoperto che a questo meccanismo se ne sovrappone un altro, centrato su una molecola chiamata KEA3 (K+ efflux antiporter 3), in grado di velocizzare straordinariamente il passaggio del fotosistema dalla modalità di assorbimento a quella di dissipazione e viceversa.
La comprensione dei meccanismi alla base della fotosintesi efficiente in presenza di luce fluttuante, osservano gli autori, può aprire le porte a un incremento delle rese delle colture e, più in generale, potrebbe chiarire i principi fondamentali per la creazione di migliori sistemi di conversione dell'energia.
Tratto da LeScienze.it
Ora è stato scoperto il meccanismo che permette alle piante di mantenere l'efficienza delle fotosintesi anche in condizioni di estrema variabilità della luce.
Un gruppo di ricercatori della Carnegie Institution ha scoperto un meccanismo essenziale grazie a cui le piante mantengono elevata la loro efficienza fotosintetica in condizioni di luce fluttuante. La scoperta è descritta in un articolo su "Nature Communications".
L'energia disponibile alle piante sotto forma di luce può subire oscillazioni estreme su scale temporali molto brevi: il flusso di fotoni della radiazione solare può cambiare oltre 100 volte nel giro di pochi secondi a causa, per esempio, dell'ombra prodotta dalle nuvole o dallo stesso movimento delle foglie per il vento. In pieno Sole, l'energia in eccesso assorbita deve essere dissipata sotto forma di calore per evitare danni alle delicate strutture vegetali. Ma non appena la luce diminuisce, la pianta deve passare dalla modalità di dissipazione dell'eccesso di fotoni a una modalità di raccolta e sfruttamento.
Il cosiddetto complesso antenna - un sistema di proteine e pigmenti contenuti nel cloroplasto delle foglie, al cui interno avviene la fotosintesi - assorbe i fotoni della luce e ne trasferisce l'energia ai fotosistemi che portano alla sintesi di ATP, la molecola che serve da riserva di energia. Era già noto che se la concentrazione di fotoni è eccessiva entra in funzione un meccanismo di dissipazione e dunque di salvaguardia. Tuttavia i tempi di reazione di questo sistema sono lenti e richiedono diversi minuti e sono utili per la regolazione dei processi fotosintetici durante lenti cambiamenti di luninosità, per esempio il sorgere o il tramontare del Sole, ma non sono in grado di garantire l'efficienza delle fotosintesi di fronte a variazioni rapide dell'intensità della luce.
Ora Ute Armbruster e colleghi hanno scoperto che a questo meccanismo se ne sovrappone un altro, centrato su una molecola chiamata KEA3 (K+ efflux antiporter 3), in grado di velocizzare straordinariamente il passaggio del fotosistema dalla modalità di assorbimento a quella di dissipazione e viceversa.
La comprensione dei meccanismi alla base della fotosintesi efficiente in presenza di luce fluttuante, osservano gli autori, può aprire le porte a un incremento delle rese delle colture e, più in generale, potrebbe chiarire i principi fondamentali per la creazione di migliori sistemi di conversione dell'energia.
Tratto da LeScienze.it