{"id":19302,"date":"2016-08-31T11:03:15","date_gmt":"2016-08-31T09:03:15","guid":{"rendered":"http:\/\/www.verdecologia.it\/cms\/?p=19302"},"modified":"2016-09-02T10:24:48","modified_gmt":"2016-09-02T08:24:48","slug":"svelato-meccanismo-con-cui-le-piante-hanno-imparato-a-non-sprecare-energia-polimi-iit-fotosistema-alghe-efficienza-energetica-sostenibilita","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.verdecologia.it\/cms\/ambiente\/svelato-meccanismo-con-cui-le-piante-hanno-imparato-a-non-sprecare-energia-polimi-iit-fotosistema-alghe-efficienza-energetica-sostenibilita\/","title":{"rendered":"Il meccanismo che le piante hanno imparato per non sprecare energia"},"content":{"rendered":"<p><span style=\"color: #008000;\"><strong>efficienza energetica verde<\/strong><\/span> &#8211; E&#8217; stata pubblicata su <strong>Nature Plants<\/strong> una ricerca che chiarisce una questione chiave del funzionamento delle prime fasi della fotosintesi.<\/p>\n<blockquote><p>Gli scienziati al lavoro tra il<a href=\"http:\/\/www.dbt.univr.it\/?lang=it\" target=\"_blank\"><span style=\"color: #008000;\"><strong> dipartimento di Biotecnologie dell\u2019Universit\u00e0 di Verona<\/strong><\/span><\/a>, il<a href=\"https:\/\/www.fisi.polimi.it\/\" target=\"_blank\"><span style=\"color: #008000;\"><strong> dipartimento di Fisica del Politecnico di Milano<\/strong><\/span><\/a> e il <a href=\"https:\/\/cnst.iit.it\/\" target=\"_blank\"><span style=\"color: #008000;\"><strong>Cnst dell\u2019Istituto Italiano di Tecnologia<\/strong><\/span><\/a>, hanno <strong>scoperto il meccanismo con cui le piante hanno imparato con l\u2019evoluzione a non sprecare energia<\/strong>.<br \/>\nProveranno a insegnarlo alle alghe per renderle altamente efficienti per la produzione di biocombustibili.<\/p><\/blockquote>\n<p><strong>La fotosintesi garantisce la vita sulla terra.<\/strong> Questo processo non solo permette alle piante di crescere, assorbendo CO2 e trasformandola in zuccheri attraverso l\u2019energia della luce, ma produce l\u2019ossigeno indispensabile alla respirazione e combustione di tutti gli altri organismi.<\/p>\n<p>Autori della ricerca, sono Mauro Bressan, Luca Dall\u2019Osto, Roberto Bassi e Matteo Ballottari dell\u2019Universit\u00e0 di Verona, Ilaria Bargigia e Marcelo Alcocer dell\u2019IIT e Daniele Viola, Giulio Cerullo e Cosimo D\u2019Andrea del Politecnico milanese.<br \/>\n<a href=\"http:\/\/www.verdecologia.it\/cms\/wp-content\/uploads\/2014\/07\/cyber-piante.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-11999 alignright\" src=\"http:\/\/www.verdecologia.it\/cms\/wp-content\/uploads\/2014\/07\/cyber-piante.jpg\" alt=\"cyber piante\" width=\"356\" height=\"184\" srcset=\"https:\/\/www.verdecologia.it\/cms\/wp-content\/uploads\/2014\/07\/cyber-piante.jpg 460w, https:\/\/www.verdecologia.it\/cms\/wp-content\/uploads\/2014\/07\/cyber-piante-300x155.jpg 300w, https:\/\/www.verdecologia.it\/cms\/wp-content\/uploads\/2014\/07\/cyber-piante-290x150.jpg 290w\" sizes=\"(max-width: 356px) 100vw, 356px\" \/><\/a><br \/>\nA partire dagli studi condotti dai biotecnologi veronesi sul miglioramento della produzione di biomassa di piante e alghe e grazie al coinvolgimento dei fisici del Politecnico e dell\u2019IIT, specialisti nella misurazione di eventi ultrarapidi con strumentazione laser, gli scienziati hanno potuto <strong>analizzare con grande precisione l\u2019assorbimento della luce da parte delle piante<\/strong> e la sua trasformazione in energia chimica, un processo che si svolge in tempi misurabili in picosecondi (millesimi di miliardesimi di secondo).<\/p>\n<p>I fotoni vengono, infatti, assorbiti da strutture molecolari chiamate antenne che trasferiscono l\u2019energia ai centri di reazione, fotosistemi, che la usano per estrarre elettroni dall\u2019acqua e trasportarla alla CO2. Questa viene cos\u00ec trasformata in zuccheri e poi biomassa.<\/p>\n<p>I fotosistemi sono due PSI (fotosistema 1) e PSII (fotosistema 2) e lavorano in tandem, ma ciascuno ha capacit\u00e0 ben distinte di assorbire la luce.<\/p>\n<blockquote><p>&#8220;Dato che il PsI \u00e8 molto pi\u00f9 efficiente del PsII (97% contro 82%) &#8211; spiega <strong>Roberto Bassi, coordinatore del team scaligero<\/strong> &#8211; siamo partiti dal presupposto che questo fenomeno fosse dovuto alle particolari caratteristiche strutturali dell\u2019antenna del PsI, in grado di immagazzinare l\u2019energia e fornirla al suo fotosistema quando fosse in grado di utilizzarla, senza disperderla.<\/p><\/blockquote>\n<p>Per verificare questa ipotesi gli scienziati hanno prodotto piante in cui il PsI manca del suo sistema antenna. La pianta, in questo caso ne compensa la mancanza <a href=\"http:\/\/www.verdecologia.it\/cms\/wp-content\/uploads\/2014\/02\/biocarburanti-da-alghe.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-9816 alignleft\" src=\"http:\/\/www.verdecologia.it\/cms\/wp-content\/uploads\/2014\/02\/biocarburanti-da-alghe.jpg\" alt=\"biocarburanti da alghe\" width=\"356\" height=\"184\" srcset=\"https:\/\/www.verdecologia.it\/cms\/wp-content\/uploads\/2014\/02\/biocarburanti-da-alghe.jpg 460w, https:\/\/www.verdecologia.it\/cms\/wp-content\/uploads\/2014\/02\/biocarburanti-da-alghe-300x155.jpg 300w, https:\/\/www.verdecologia.it\/cms\/wp-content\/uploads\/2014\/02\/biocarburanti-da-alghe-290x150.jpg 290w\" sizes=\"(max-width: 356px) 100vw, 356px\" \/><\/a>utilizzando l\u2019antenna del PsII. Si \u00e8 quindi potuto comparare un PsI che utilizza l\u2019antenna del PsII per assorbire la luce e compararne l\u2019efficienza nell\u2019uso dell\u2019energia rispetto al PsI naturalmente presente&#8221;.<\/p>\n<p>&#8220;Sorprendentemente, il nuovo PsI dotato dell\u2019antenna proveniente dal PsII &#8211; aggiunge <strong>Giulio Cerullo, coordinatore del team del Politecnico di Milano<\/strong> &#8211; si \u00e8 dimostrato ancora pi\u00f9 efficiente dello stesso centro di reazione dotato della sua naturale antenna. Ci\u00f2 significa che esso deve pagare un prezzo in termini di efficienza quando utilizza la propria antenna piuttosto che quella del PsII. Questa \u00e8 la ragione per cui le <strong>alghe unicellulari pi\u00f9 primitive,<\/strong> che utilizzano antenne molto simili per PsI e PsII sono meno efficienti&#8221;.<\/p>\n<p>Per spiegare questo apparente controsenso nel comportamento evolutivo delle piante i ricercatori hanno notato che, mentre un organismo unicellulare che riceve fotoni da tutte le direzioni ha a disposizione la stessa luce per il PsI e per il PsII, negli organismi pluricellulari la qualit\u00e0 della luce cambia a seconda dello strato cellulare in cui si trovano i fotosistemi. Questo accade perch\u00e9 gli strati cellulari superiori, con il loro contenuto in clorofilla sottraggono agli strati inferiori proprio i fotoni che vengono meglio assorbiti dalle antenne fotosintetiche.<\/p>\n<blockquote><p>&#8220;\u00c8 quello che <strong>accade all\u2019interno delle foglie<\/strong> &#8211; aggiungono i ricercatori- dove, per\u00f2, l\u2019antenna del PsI si \u00e8 differenziata da quella del PsII per assorbire i fotoni lasciati passare dagli strati superiori, che sono pi\u00f9 abbondanti. La perdita di efficienza viene, quindi, compensata con l\u2019assorbimento di una dose maggiore di fotoni. Ci\u00f2 permette ai due fotosistemi, che lavorano in serie, di trasportare elettroni con lo stesso ritmo, collaborando egualmente alla produzione di biomassa&#8221;.<\/p><\/blockquote>\n<p><a href=\"http:\/\/www.verdecologia.it\/cms\/wp-content\/uploads\/2016\/02\/fibre-alghe-alga.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-17525 alignright\" src=\"http:\/\/www.verdecologia.it\/cms\/wp-content\/uploads\/2016\/02\/fibre-alghe-alga.jpg\" alt=\"fibre alghe - alga\" width=\"363\" height=\"188\" srcset=\"https:\/\/www.verdecologia.it\/cms\/wp-content\/uploads\/2016\/02\/fibre-alghe-alga.jpg 460w, https:\/\/www.verdecologia.it\/cms\/wp-content\/uploads\/2016\/02\/fibre-alghe-alga-300x155.jpg 300w, https:\/\/www.verdecologia.it\/cms\/wp-content\/uploads\/2016\/02\/fibre-alghe-alga-290x150.jpg 290w\" sizes=\"(max-width: 363px) 100vw, 363px\" \/><\/a>All\u2019opposto, le condizioni in cui il PsII lavora pi\u00f9 velocemente del PsI sono ben conosciute per produrre danni che possono portare alla distruzione dei fotosistemi e alla perdita di produttivit\u00e0. \u00c8 questo il processo che per gli scienziati limita la crescita delle alghe, una risorsa per la produzione di cibo e biocombustibili per il futuro sui cui da anni si concentra lo sforzo dei ricercatori scaligeri.<\/p>\n<p><strong>Gli autori, infatti, sono ora al lavoro per fornire alle alghe unicellulari un sistema antenna per il PsI simile a quello delle piant<\/strong>e. Ci\u00f2 permetter\u00e0 alle alghe di crescere anche a forti concentrazioni cellulari , nei fotobioreattori industriali in cui la filtrazione della luce \u00e8 simile a quella che si trova nelle foglie delle piante.<\/p>\n<p>&#8220;<strong>Il vantaggio applicativo che potr\u00e0 derivare da questa ricerca<\/strong> &#8211; precisa Roberto Bassi &#8211; <strong>sta proprio nel fatto che avendo svelato la ragione dell\u2019efficienza delle piante,<\/strong> una strategia evoluta in centinaia di milioni di anni, possiamo ora insegnare alle alghe a fare come le piante. In questo modo potremo coltivare le alghe a concentrazione pi\u00f9 alta con maggiore rendimento. Al momento, i fotobioreattori non sono abbastanza efficienti proprio perch\u00e9 contengono una quantit\u00e0 di alghe ridotta che non ripaga a sufficienza l&#8217;elevato costo di gestione e costruzione&#8221;.<\/p>\n<p><strong>31 agosto 2016<\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>efficienza energetica verde &#8211; E&#8217; stata pubblicata su Nature Plants una ricerca che chiarisce una questione chiave del funzionamento delle prime fasi della fotosintesi. 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