Credito:Pixabay/CC0 di dominio pubblico
Una scoperta da parte dei biochimici vegetali di WA potrebbe avere grandi implicazioni su come utilizziamo le piante per il cibo e immagazziniamo il carbonio in futuro.
Se riporti la mente alla biologia del liceo, potresti ricordare la fotosintesi. È così che le piante trasformano anidride carbonica, acqua e luce solare in zucchero ed energia. Tuttavia, non tutti abbiamo familiarità con il processo di respirazione delle piante.
In un documento di ricerca pubblicato di recente, un team di scienziati della UWA School of Molecular Sciences ha rivelato un processo precedentemente sconosciuto che determina la quantità di anidride carbonica che le piante rilasciano nell'atmosfera.
"La respirazione delle piante, in linea di principio, è abbastanza simile al modo in cui i nostri mitocondri utilizzano un substrato che ha un alto contenuto di energia per creare energia che la cellula può utilizzare", afferma Xuyen Le, Ph.D. candidato all'UWA.
"La differenza è che hanno bisogno dello zucchero che producono dalla fotosintesi durante il giorno per poterlo bruciare di notte."
Bruciare quegli zuccheri per produrre energia produce anidride carbonica. Lo zucchero in eccesso che non è stato utilizzato per l'energia viene immagazzinato all'interno dell'impianto come biomassa.
Il processo chimico della respirazione è complesso. Di conseguenza, il team di ricercatori ha concentrato il proprio studio su una molecola importante:il piruvato.
Dalle piccole cose crescono le grandi cose
Il nome "piruvato" deriva dalla parola greca per fuoco. La molecola è così chiamata perché viene bruciata (tecnicamente, ossidata) per produrre energia per le piante.
La molecola è prodotta da grassi, proteine e carboidrati. Ogni fonte rilascia anidride carbonica quando viene utilizzata per alimentare la respirazione. Tuttavia, il piruvato prodotto dai carboidrati rilascia il 20-30% in più di anidride carbonica rispetto al piruvato prodotto da grassi o proteine.
E a quanto pare, le piante possono scegliere quale fonte di piruvato utilizzare.
"In qualche modo, possono scegliere quale usare e preferire il piruvato [fonte di carboidrati] per la respirazione", afferma Xuyen.
Sfortunatamente, questo significa che le piante stanno scegliendo di rilasciare più anidride carbonica.
"Quello che vogliamo veramente sono piante che producano la quantità di energia di cui hanno bisogno... ma che lo facciano per la minor quantità di carbonio rilasciata", afferma il professor Harvey Millar, leader mondiale nella scienza delle piante che ha anche lavorato alla ricerca UWA.
Il percorso con meno carbonio
Il modo in cui le piante producono energia è inefficiente e spesso producono più energia del necessario.
"Alcuni di loro consumano davvero molta energia e non è chiaro il motivo per cui sarebbe necessario farlo in questo modo", afferma Harvey.
E così il team ha proposto un nuovo processo per rallentare il processo respiratorio nelle piante e ridurre il rilascio di anidride carbonica.
"Abbiamo scoperto che ci sono tre percorsi per fornire piruvato ai mitocondri per eseguire la respirazione", afferma Xuyen. "Quando uno è stato bloccato, gli altri due sono attivi e aumentano la loro capacità in modo da poter soddisfare le esigenze della cellula."
Bloccando i percorsi del piruvato, sperano di dare la priorità alle fonti di energia all'interno delle piante che limitano il rilascio di anidride carbonica.
Limitando la produzione di energia non necessaria, mirano a reindirizzare il carbonio nella biomassa anziché nel biossido di carbonio. Questo potrebbe essere un grosso problema per il modo in cui utilizzeremo le piante come fonti di cibo e depositi di carbonio in futuro.
Il futuro è vegetale?
Sebbene sia ancora agli inizi, le potenziali applicazioni di questa scoperta potrebbero essere significative.
I raccolti potrebbero diventare più grandi ed essere più ricchi di calorie. I progetti di rivegetazione potrebbero essere accelerati. Il legname potrebbe essere coltivato più velocemente e le piante potrebbero immagazzinare anidride carbonica a un ritmo molto più veloce.
"Utilizziamo l'agricoltura per produrre cibo e questo è davvero prezioso, ma è anche... il modo in cui proteggiamo la salute della nostra atmosfera", afferma Harvey.
Il team spera che questa nuova comprensione della biologia vegetale possa far parte di uno sforzo globale collaborativo per combattere il cambiamento climatico e aiutare la sicurezza alimentare. + Esplora ulteriormente
Questo articolo è apparso per la prima volta su Particle, un sito Web di notizie scientifiche con sede a Scitech, Perth, Australia. Leggi l'articolo originale.
