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Piante golose di CO2, la genetica può renderle bulimiche

Un gruppo di ricercatori tedeschi ha sviluppato un sistema di sintesi che consente di incorporare la CO2 in composti organici in maniera molto più veloce rispetto a quanto faccia la natura nella fase di fissazione del carbonio (la seconda parte della fotosintesi clorofilliana) e ottenendo quindi una maggiore efficienza energetica. In buona sostanza, se questa tecnica sperimentale si verificasse con la stessa efficacia all'atto pratico, potremmo abbassare il livello di CO2 molto più velocemente.

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Per capire di che cosa stiamo parlando è necessario riepilogare velocemente che cosa fanno le piante per aiutarci a limitare le nostre emissioni eccessive di diossido di carbonio – che comunque è da limitare a prescindere dall'efficacia di questa ricerca.

Piante, alghe e altri organismi viventi assorbono circa il 25 percento delle nostre emissioni di diossido di carbonio, durante una parte del processo di fotosintesi clorofilliana noto come ciclo di Calvin. In sostanza un enzima chiamato RuBisCO aiuta a catalizzare la reazione che trasforma la CO2 in glucosio, usato dalle piante come fonte di energia. A livello globale le piante consumano circa 350 miliardi di tonnellate di CO2 all'anno.

Il ricercatore Tobias Erb del Max Planck Institute for Terrestrial Microbiology spiega che questo sistema ha uno svantaggio nell'ottica di aiutarci ad assorbire le emissioni di diossido di carbonio: "il RuBisCO è lento", ed è inoltre "soggetto a errori, dato che saltuariamente cattura ossigeno invece di CO2, rallentando il processo di assorbimento del diossido di carbonio".

Per questo Erb e colleghi hanno pensato di creare un ciclo di assorbimento artificiale molto simile a quello di Calvin, ma più efficiente e veloce. Hanno setacciato circa 40.000 enzimi noti, presenti nel corpo umano, nei batteri intestinali, nelle piante e nei microbi che vivono negli oceani e sulla superficie delle piante, e hanno finito per identificare 17 differenti enzimi provenienti da 9 diversi organismi e appartenenti al gruppo ECR, che si prestavano per il loro progetto.

"Gli ECR sono enzimi 'sovralimentati' in grado di fissare la CO2 a un ritmo quasi 20 volte più veloce del RuBisCo" spiega Erb nel comunicato stampa ufficiale. Sfruttandoli hanno creato un nuovo sistema a 11 passaggi (battezzato ciclo CETCH) che ricrea efficacemente il ciclo di Calvin – ma con risultati superiori.

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Foto: © wasja / Depositphotos

Come accennato il processo finora è stato sperimentato solo in una provetta, quindi è troppo presto per dire di quanto sarebbe effettivamente più veloce del metodo "naturale" nel catturare il diossido di carbonio atmosferico. Secondo le stime speculative di Erb potrebbe essere potenzialmente fino a due o tre volte più veloce delle piante.

Erb spera che un giorno il ciclo CETCH possa essere geneticamente innestato in organismi viventi, che potrebbero aiutarci a ridurre più rapidamente la CO2. Questo tuttavia non si prospetta un compito semplice perché richiederebbe molti studi, considerato che gli scienziati al momento non hanno idea di ciò che potrebbe accadere ai loro 11 passaggi una volta che vengano immessi all'interno di una cellula vivente.

In ogni caso, "si può immaginare uno giorno di produrre qualcosa di simile a una foglia artificiale, o un altro sistema ibrido in cui le celle solari fotovoltaiche possano fornire energia ad alghe o batteri che vivono insieme a loro, e che utilizzano il ciclo CETCH per assorbire CO2 e produrre sostanze chimiche utili", conclude Erb.

La prospettiva è interessante, perché se fosse davvero efficace questo metodo potrebbe essere di grande aiuto nella rimozione delle molecole che trattengono il calore nel nostro ambiente, producendo un cambiamento ambientale ed economico radicale.

Si possono trovare maggiori informazioni sulla ricerca nel video qui sotto (in inglese):