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Luce solare: quando è “troppa” le piante si auto-proteggono

Le piante riescono a proteggersi dall’esposizione eccessiva alla luce solare trasformando l’energia in calore. La scoperta si deve ad uno studio delle Università di Pisa e Nantes,  pubblicato sulla rivista Nature Communications. Condotto principalmente al dipartimento di chimica e chimica industriale dell’Ateneo pisano, lo studio “apre la strada a nuove strategie genetiche per adattare le piante ad ambienti sfavorevoli e per ottimizzare la produttività delle colture anche in risposta agli attuali cambiamenti climatici”.

“I meccanismi con cui le piante si difendono dall’eccesso di luce che può danneggiarle provocando la distruzione delle cellule sono molteplici e ancora oggi non completamente chiariti – racconta Benedetta Mennucci, docente pisana – attraverso simulazioni al computer basate su calcoli quantomeccanici, in questo studio per la prima volta abbiamo identificato un meccanismo molecolare di dissipamento dell’energia che coinvolge particolari proteine chiamate antenne”.

I ricercatori hanno dimostrato che le proteine antenne utilizzano una coppia di particolari pigmenti, una clorofilla e un derivato del carotene, detto luteina. Proprio quest’ultimo, donando un elettrone alla clorofilla, ‘spegne’ velocemente il suo stato elettronico eccitato e quindi dissipa l’energia sotto forma di calore.

“Per sopravvivere, le piante hanno bisogno di dissipare l’energia in eccesso, ma così facendo riducono l’efficienza della fotosintesi”, spiega Lorenzo Cupellini ricercatore dell’Università di Pisa, “i nostri calcoli indicano come le proteine possono controllare con precisione il meccanismo di dissipazione. Generando campi elettrici e modificando impercettibilmente le posizioni dei pigmenti, le proteine riescono ad attivare o a disattivare completamente tale meccanismo, lasciando quindi catturare ai pigmenti tutta l’energia disponibile”.

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