È stato scoperto un nuovo tipo di fotosintesi

Un nuovo studio condotto da ricercatori dell’Imperial College di Londra  ha cambiato la nostra comprensione del meccanismo di base della fotosintesi e dovrebbe riscrivere i libri di testo.

La stragrande maggioranza della vita sulla Terra utilizza la luce rossa visibile per eseguire il processo di fotosintesi, ma gli scienziati hanno scoperto un nuovo tipo di fotosintesi che utilizza la luce del vicino infrarosso.

Questa forma alternativa è stata rilevata in una vasta gamma di cianobatteri (alghe blu-verdi) quando crescono nella luce infrarossa,  nelle condizioni ombreggiate trovate a Yellowstone negli Stati Uniti e sulle rocce delle spiagge in Australia.

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Cianobatteri contenenti clorofilla-f (banda verde) che crescono in profondità nella roccia della spiaggia di Heron Island, in Australia, diversi millimetri sotto la superficie

La scoperta può anche modellare il modo in cui cerchiamo la vita aliena e forniamo informazioni su come possiamo progettare colture agricole più efficienti che sfruttino le lunghezze d’onda più lunghe della luce.

Bordo rosso

Il tipo standard, quasi universale di fotosintesi utilizza il pigmento verde, clorofilla-a, sia per raccogliere luce che per usare la sua energia per produrre biochimici utili e ossigeno. Il modo in cui la clorofilla-a assorbe la luce indica che solo la luce rossa può essere utilizzata per la fotosintesi.

Poiché la clorofilla-a è presente in tutte le piante conosciute, alghe e cianobatteri, era ampiamente accettato che l’energia a luce rossa stabilisse una sorta di “bordo rosso” per la fotosintesi, cioè la quantità minima di energia necessaria per  la chimica che produce ossigeno.

Il confine rosso è anche usato in astrobiologia per giudicare se la vita complessa potrebbe essersi evoluta su pianeti in altri sistemi solari.

Tuttavia, quando alcuni cianobatteri vengono coltivati ​​sotto luce infrarossa, i sistemi standard contenenti clorofilla-a sono disattivati ​​e subentrano diversi sistemi contenenti un diverso tipo di clorofilla, la clorofilla-f.

Oltre il confine rosso

Fino ad ora, si pensava che la clorofilla avesse solo una luce. La nuova ricerca mostra che, invece, la clorofilla-f gioca un ruolo chiave nella fotosintesi in condizioni di ombra, utilizzando la luce infrarossa a bassa energia per creare una chimica complessa. Questa è la fotosintesi “oltre il confine rosso”.

“La nuova forma di fotosintesi ci ha fatto ripensare a ciò che pensavamo fosse possibile. Cambia anche il modo in cui comprendiamo i principali eventi al centro della fotosintesi standard “, ha affermato  il ricercatore capo Bill Rutherford del Dipartimento di Scienze della vita dell’Imperial College di Londra.

Nel nuovo tipo di fotosintesi, è stato possibile osservare maggiori dettagli e molte cosiddette clorofille “accessorie” sono state effettivamente viste nell’esecuzione della fase cruciale della chimica. Ciò indica che questo modello può essere vero per altri tipi di fotosintesi e  che cambierebbe la visione di come funziona anche la forma dominante della fotosintesi.

Categorizzazione

In precedenza, il cianobatterio Acaryocloris era già noto per la fotosintesi oltre il confine rosso. Tuttavia, poiché questo tipo sembrava verificarsi solo in questa specie, con un habitat molto specifico, era considerato un’eccezione. L’Acaryochloris vive sotto animali marini che trascorrono la maggior parte della loro vita collegati a superfici come le rocce e le banchine che bloccano la maggior parte della luce che riceve, ad eccezione del vicino infrarosso.

La fotosintesi basata sulla clorofilla riportata dai ricercatori in questo studio rappresenta un terzo tipo di fotosintesi molto più diffusa.

Tuttavia, viene utilizzato solo in condizioni speciali ombreggiate ricche di infrarossi; in condizioni di luce normale, viene utilizzata la forma standard di fotosintesi.

Colture più efficienti

Finora, gli scienziati hanno pensato che il danno alla luce sarebbe stato più grave oltre il limite rosso, ma il nuovo studio ha dimostrato che non si tratta di un problema in ambienti stabili e ombreggiati.

Questo cambia la nostra comprensione dei requisiti energetici della fotosintesi e può essere utile per i ricercatori che tentano di progettare colture per eseguire una fotosintesi più efficiente utilizzando una gamma più ampia di luce.

Poiché questi cianobatteri si proteggono dai danni causati dalle variazioni della luminosità della luce, possono aiutare gli scienziati a scoprire cosa è possibile progettare nelle piante coltivate.

La scoperta è stata pubblicata sulla prestigiosa rivista Science. [ Fis ]

Fonte: hypescience.com 

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