I sostenitori di un'alimentazione sana spesso esaltano i benefici dell'aggiunta di antiossidanti alla propria dieta. Si pensa che questi composti sopprimono le molecole dei "radicali liberi" nel corpo che possono invecchiare le cellule in risposta allo stress.

Questi radicali liberi distruttivi, noti come specie reattive dell'ossigeno, esistono anche negli ecosistemi marini e si pensa che degradino le cellule del fitoplancton e di altri organismi. Una nuova carta, però, suggerisce che queste molecole svolgano effettivamente un ruolo benefico, capovolgendo una certa saggezza convenzionale.

Giulia Diaz, un biogeochimico marino appena assunto presso la Scripps Institution of Oceanography presso l'Università della California a San Diego, e colleghi riferiscono che le specie reattive dell'ossigeno prodotte da un tipo di fitoplancton, la diatomea Thalassiosira oceanica, protegge le cellule dalla sovrapproduzione di un composto che viene utilizzato per alimentare la fotosintesi. In sostanza, che le specie reattive dell'ossigeno agiscono per proteggere le batterie delle cellule dagli effetti del sovraccarico.

Lo studio, "La produzione di superossido extracellulare NADPH-dipendente è vitale per la fotofisiologia nella diatomea marina Thalassiosira oceanica, " appare il 22 luglio sul giornale Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze .

"I nostri risultati indicano un nuovo ruolo per le specie reattive dell'ossigeno nella salute fotosintetica di questa diatomea. La prossima sfida è determinare se questo processo esiste anche in altre specie di fitoplancton, " disse Diaz.

I risultati potrebbero avere implicazioni per gli organismi marini e il loro ambiente chimico. Il tipo di specie reattive dell'ossigeno studiato da Diaz è noto come superossido, che è un atomo di ossigeno carico. Il superossido è stato identificato come un probabile colpevole della morte di pesci e animali marini quando le fioriture di alghe tossiche si diffondono nell'oceano, suggerendo la necessità per gli scienziati di capire meglio come e perché viene prodotto in determinate circostanze. I diversi ruoli positivi e negativi del superossido potrebbero essere un fattore critico nel modo in cui gli ecosistemi marini rispondono ai cambiamenti climatici. È possibile, Diaz ha detto, che la produzione di superossido potrebbe mitigare lo stress, che è una forma di resilienza oceanica al cambiamento climatico che non è stata compresa in precedenza.

Il superossido è presente in tutti gli ecosistemi oceanici, ma il modo in cui viene utilizzato dalle diatomee come T. oceanica era un mistero. Hanno bisogno della luce solare e del carbonio per condurre la fotosintesi e hanno una varietà di modi per svolgere il compito di adattarsi a condizioni di luce bassa o intensa. Un composto che producono chiamato NADPH è la fonte di energia che consente loro di assorbire e "fissare" il carbonio nei carboidrati. La luce molto intensa può causare una sovraproduzione di NADPH da parte delle diatomee.

Dopo aver studiato la produzione di superossido nelle diatomee a vari livelli di luce, Diaz e colleghi hanno concluso che, simile a un limitatore di sovratensione, la produzione di superossido protegge le cellule nei momenti in cui viene prodotto troppo NADPH e ripristina l'equilibrio per mantenere la fotosintesi al massimo dell'efficienza.

Diaz, che questo mese è entrato a far parte della facoltà di Scripps come assistente professore, ha svolto questa ricerca come borsista post-dottorato presso la Woods Hole Oceanographic Institution di Woods Hole, Messa., e come assistente professore presso l'Università della Georgia Skidaway Institute of Oceanography. Sydney Plummer, che ha anche contribuito allo studio, continuerà questa ricerca come studente di Diaz nel Ph.D. Scripps. programma a partire da questo autunno.