Responsabile del colore verde delle piante, i meccanismi essenziali per l'emergere della fotosintesi sono stati appena esplorati a livello delle cellule vegetali. Scienziati delle Università di Neuchâtel (UniNE), Ginevra (UNIGE) e Grenoble (F), nonché dal Politecnico di Zurigo, rivelano le loro scoperte sulla rivista eLife. Combinando la biochimica, microscopio elettronico, e ricostruzione computerizzata 3D, il fenomeno può ora essere visualizzato in immagini in movimento nel tempo.

Tutto inizia con organelli ben noti ai biologi:i cloroplasti. Nidificato in cellule vegetali, contengono clorofilla, il pigmento che cattura l'energia della luce per garantire la fotosintesi. Questa bellissima reazione chimica utilizza la luce solare per trasformare l'anidride carbonica dall'aria in energia e cibo che possono essere utilizzati dagli esseri umani.

Ma come emerga la fotosintesi è ancora un mistero. Ora è ampiamente descritto, grazie al lavoro svolto all'Università di Neuchâtel da Rosa Pipitone sotto la co-direzione di Emilie Demarsy, una borsista SNF Marie Heim-Vögtlin presso UniNE all'inizio del progetto e ora docente a Ginevra, e Felix Kessler, professore di fisiologia vegetale presso UniNE.

Lo studio si è concentrato sulla nascita e moltiplicazione dei cloroplasti nelle cellule di Arabidopsis thaliana, il topo da laboratorio degli scienziati delle piante. "Abbiamo dimostrato che il fenomeno avviene in due fasi, " spiega Felix Kessler. Prima c'è una fase di costruzione della struttura, e poi una fase di moltiplicazione dei cloroplasti. "

Soprattutto, è la velocità del fenomeno che ha stupito:occorrono meno di 24 ore per un organello precursore, l'ezioplasto, trasformarsi in un cloroplasto perfettamente funzionante. "Abbiamo stabilito una tabella di marcia completa per lo sviluppo dei cloroplasti, un processo cruciale per la crescita e la sopravvivenza delle piante, "dice Felix Kessler.

Integrando un insieme diversificato di tecniche, questo studio, elogiato da diversi esperti esterni, ha portato a un modello per lo sviluppo di un organello. Questo è lo studio più completo sull'emergere della fotosintesi fino ad oggi, e apre nuove strade di ricerca per ottimizzare questo processo in impianti di interesse agronomico. Questo risultato è di buon auspicio anche per metodi più mirati di controllo delle infestanti, a base di erbicidi che impedirebbero l'inverdimento e quindi la sopravvivenza di infestanti indesiderabili, con scarso effetto sulla fauna circostante.