Coltivare nello spazio? La clorofilla reagisce al campo magnetico
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Uno studio dell’Università di Torino rileva rapide variazioni nell’attività fotosintetica quando il campo magnetico viene ridotto quasi a zero, con possibili implicazioni per le future coltivazioni nello spazio
La fotosintesi, il processo con cui le piante trasformano la luce in energia chimica, è sensibile anche al campo magnetico. Uno studio dell’Università di Torino ha rilevato cambiamenti misurabili nella fluorescenza della clorofilla, un indicatore dell’attività fotosintetica, dopo appena dieci secondi di esposizione a un campo magnetico quasi nullo. Un risultato che aiuta a comprendere il rapporto tra le piante e l’ambiente magnetico e solleva nuove domande sulle future coltivazioni nello spazio.
La ricerca, pubblicata su Springer Nature Scientific Reports, è stata condotta dai fisiologi vegetali del Dipartimento di Scienze della Vita e Biologia dei Sistemi dell’Università di Torino guidato dal professor Massimo E. Maffei. Gli scienziati hanno studiato Arabidopsis thaliana, una specie modello della ricerca vegetale, confrontando il normale campo geomagnetico con un campo ridotto quasi a zero e uno più intenso. Gli effetti più evidenti sono emersi quando il campo magnetico è stato quasi annullato. Le misure hanno rilevato un aumento della fluorescenza della clorofilla, mentre le successive analisi sotto illuminazione hanno mostrato una minore efficienza operativa del fotosistema II, uno dei complessi che permettono alla pianta di utilizzare l’energia luminosa. È aumentata anche la dissipazione dell’energia in eccesso, un meccanismo di protezione dell’apparato fotosintetico. L’esposizione al campo magnetico più intenso ha invece prodotto effetti relativamente modesti.
La rapidità della risposta è uno degli aspetti centrali dello studio. Gran parte delle ricerche precedenti aveva analizzato gli effetti di esposizioni prolungate, nelle quali entrano in gioco anche cambiamenti dello sviluppo e del metabolismo. Il nuovo lavoro mostra che alcune variazioni sono rilevabili già dopo pochi secondi, offrendo la possibilità di studiare le prime reazioni della pianta al cambiamento delle condizioni magnetiche.
Questi risultati sono di interesse anche per l’esplorazione spaziale. Ambienti come la Luna e Marte presentano condizioni magnetiche profondamente diverse da quelle terrestri e comprendere come le piante vi reagiscano potrebbe diventare importante per le future coltivazioni al di fuori del nostro pianeta. Se dovranno contribuire ai sistemi di supporto alla vita nello spazio, sarà necessario studiare anche come l’ambiente magnetico ne influenzi la fisiologia. La ricerca offre un punto di partenza per queste indagini, mentre restano da verificare gli effetti di un’esposizione prolungata sulla crescita e sull’adattamento delle piante.
“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 affidabiliâ€.
Lo studio suggerisce inoltre di approfondire il ruolo del campo magnetico nell’agricoltura in ambiente controllato. A differenza dei trattamenti chimici, i campi magnetici sono stimoli fisici che possono essere applicati e rimossi rapidamente, una caratteristica che li rende interessanti per la sperimentazione. Le applicazioni pratiche restano però da dimostrare e comprendere come le piante percepiscano questi stimoli sarà necessario per valutarne l’eventuale utilità nella gestione delle colture.
Il meccanismo molecolare all’origine della risposta osservata rimane sconosciuto. Gli esperimenti indicano che le sue caratteristiche dipendono dallo stato fisiologico dell’apparato fotosintetico e lo studio esplora anche una possibile spiegazione legata a processi di biologia quantistica, che richiedono ancora ulteriori verifiche. Resta da chiarire quali processi rendano possibile una risposta tanto rapida e come questa si traduca, nel tempo, nel funzionamento delle piante.
Comunicato a cura dell'Università di Torino
