La fotosintesi risente anche del campo magnetico: bastano dieci secondi in un campo magnetico quasi nullo per osservare variazioni misurabili nella fluorescenza della clorofilla. E' la conclusione a cui sono giunti i ricercatori del Dipartimento di Scienze della Vita e Biologia dei Sistemi dell’Università di Torino, guidati dal professor Massimo E. Maffei, in una ricerca pubblicata su Scientific Reports (Springer Nature).
I ricercatori hanno lavorato su Arabidopsis thaliana, pianta modello della ricerca botanica, mettendo a confronto tre situazioni: il normale campo geomagnetico, un campo ridotto quasi a zero e un campo più intenso del naturale. Le differenze più nette si sono viste con il campo quasi azzerato. In quel caso la fluorescenza della clorofilla è aumentata e, nelle analisi condotte sotto illuminazione, il fotosistema II (uno dei complessi che permettono alla pianta di sfruttare l’energia della luce) ha mostrato un’efficienza operativa inferiore. Cresciuta anche la dissipazione dell’energia in eccesso, un meccanismo con cui l’apparato fotosintetico si protegge. Il campo più intenso, al contrario, ha avuto effetti piuttosto contenuti.
Finora la maggior parte degli studi aveva considerato esposizioni lunghe, in cui entrano in gioco anche modifiche dello sviluppo e del metabolismo della pianta. Individuare variazioni dopo pochi secondi permette invece di osservare le primissime reazioni ai cambiamenti magnetici dell’ambiente.
Le implicazioni per le coltivazioni nello spazio
Sulla Luna e su Marte le condizioni magnetiche sono molto diverse da quelle terrestri. Capire come reagiscono le piante potrebbe quindi diventare utile per le future coltivazioni extraterrestri, soprattutto se dovranno far parte dei sistemi di supporto alla vita. Lo studio è un primo passo, ma resta da verificare cosa accade con esposizioni prolungate, in termini di crescita e adattamento.
Campi magnetici e agricoltura in ambiente controllato
“Se le piante dovranno diventare una componente fondamentale dei futuri sistemi di supporto alla vita nello spazio – dichiara Massimo Emilio Maffei – dovremo saper prevedere come si comporteranno in questi ambienti nel lungo periodo. La domanda è quanto le risposte osservate in laboratorio possano incidere sulla crescita e sulla capacità di produrre cibo e ossigeno nel tempo. Comprendere questo passaggio sarà essenziale per progettare sistemi di coltivazione affidabili”.
Gli sviluppi futuri
I ricercatori suggeriscono di approfondire anche il ruolo dei campi magnetici nell’agricoltura in ambiente controllato. A differenza dei trattamenti chimici, sono stimoli fisici che si possono attivare e disattivare in fretta, e questo li rende interessanti per la sperimentazione. Le applicazioni pratiche, però, sono tutte da dimostrare, e prima bisognerà capire come le piante percepiscano questi segnali.
Non si sa ancora quale meccanismo molecolare stia dietro alla risposta. Gli esperimenti indicano che dipende dallo stato fisiologico dell’apparato fotosintetico, e lo studio considera anche un’ipotesi legata alla biologia quantistica, che richiede ulteriori conferme. Rimane da chiarire come una reazione così veloce si traduca, nel tempo, nel funzionamento complessivo della pianta.