Le basi delle fotosintesi clorofilliana

Fotosintesi clorofilliana. Oggi si parlerà proprio di lei.

Prima però facciamoci una domanda: cosa hanno in comune le piante e gli esseri umani?

Mh. Difficile a dirsi… forse sono tutti esseri viventi? Sì, vero.

Sono entrambi verdi? A meno che fra di voi non ci sia Hulk direi di no (nel caso ci fosse: sentiti libero di cambiare questa risposta, basta che non ti arrabbi! …per carità)

Respirano? Sì, ma in modo diverso.

Allora, cosa? Beh, se te lo dicessimo subito rovineremmo la suspense, quindi leggi l’articolo, stiamo per fare luce su alcuni ricordi sepolti nei cassetti della tua memoria!

QUALCHE CENNO DI ECOLOGIA!

Questo articolo è il primo di due e non scenderà in troppi dettagli. Cercheremo di capire cosa sia davvero la fotosintesi e il suo funzionamento.

Prima però è fondamentale fare un po’ di luce su alcune caratteristiche che ci aiuteranno a comprendere meglio il mondo delle piante.

Quindi iniziamo a parlare di questo affascinante tema!

Le piante sono degli organismi detti “autotrofi”. Bene, ma cosa significa? Semplicemente che sono in grado di produrre in autonomia il materiale necessario alla sopravvivenza.

A differenza degli esseri “eterotrofi”, cioè i consumatori primari (animali erbivori) e secondari (onnivori), le piante non hanno bisogno di mangiare altri esseri per sostentarsi. Creano il loro cibo attraverso la fotosintesi.

LA FOTOSINTESI CLOROFILLIANA

La fotosintesi è un procedimento complesso e fondamentale per la vita ma, prima di parlarvene, è utile fare un piccolo approfondimento: può sembrarci che l’universo sia “uomo-centrico”. Che sia improntato su ciò che serve per permettere all’uomo e agli animali di vivere in condizioni agiate. Non è però così. A dettar legge sono state le condizioni che la vita animale ha trovato quando la terra era abitata dalle piante e da qualche microrganismo.

Non è un caso che l’ossigeno sia nell’aria e che a noi serva proprio quello per respirare. Ci siamo plasmati, noi come tutte le altre forme di vita, seguendo ciò che abbiamo trovato. Di conseguenza sono state le piante a farci sviluppare in questo specifico modo, preparando un’atmosfera piena del loro prodotto di scarto: l’ossigeno.

Bene, adesso andiamo dritti al punto e concentriamoci sulla fotosintesi!

COS’È LA FOTOSINTESI CLOROFILLIANA

Questa è proprio la base delle basi ma è, naturalmente, da dove si deve partire per poter poi parlare in modo chiaro del resto.

La fotosintesi clorofilliana è un processo biochimico, che ha lo scopo di creare e immagazzinare energia per la pianta. Essa userà l’energia ricavata per crescere, creare nuove foglie e via dicendo.

Il punto di partenza di questo processo risiede nelle foglie (generalmente in tutte le parti verdi della pianta). Possiamo pensare alle foglie come a dei pannelli solari naturali. All’interno dei tessuti verdi la pianta ospita dei piccoli organismi chiamati cloroplasti, al cui interno scorre una sostanza conosciuta come clorofilla.

Ne abbiamo nominati alcuni, quindi andiamo subito a conoscere i principali elementi di questo processo.

LA CLOROFILLA

È la sostanza che conferisce il tipico colore verde alle piante. La si trova soprattutto nelle foglie, ma quando una pianta è molto giovane spesso è presente anche nel fusto. È in grado di intercettare i raggi solari e imbrigliare l’energia che da essi proviene.

LA LUCE SOLARE

Ecco un altro ingrediente basilare. Una volta che la luce viene intercettata dalla clorofilla è in grado di fornire l’energia necessaria ad unire l’anidride carbonica e l’acqua per formare zuccheri (carboidrati), cioè il nutrimento fondamentale della pianta.

ANIDRIDE CARBONICA

L’anidride carbonica, o CO₂, è un gas assolutamente inodore che viene prodotto dagli animali (uomo incluso) durante la respirazione ma può derivare da altri fenomeni come ad esempio le combustioni.

È piuttosto nocivo ed è indicato come il principale gas serra nell’atmosfera terrestre. Niente paura, non è il più pericoloso, ma essendocene in quantità molto elevate riesce a fare i danni maggiori.

Nonostante queste note negative ha anche degli aspetti: è in grado di intercettare la radiazione infrarossa (calore) della luce solare, riflettendola poi verso il nostro pianeta, evitando così che la Terra subisca una grande escursione termica fra giorno e notte. Una sorta di coperta per il pianeta. L’eccessiva produzione di CO₂ da parte delle attività umane ha però trasformato questa coperta in un sudario, causando il surriscaldamento globale.

ACQUA

L’acqua la conosciamo tutti: con la sua famosa formula H₂O è un costituente fondamentale della vita sul nostro pianeta. Abbiamo parlato di lei durante l’articolo riguardante il rapporto fra le piante e l’acqua, adesso la ritroviamo proprio qui con la fotosintesi clorofilliana.

L’acqua è infatti un reagente base perché il processo possa compiersi.

OSSIGENO

L’ossigeno è ciò che noi animali respiriamo, fondamentale per la vita di tutto il nostro ecosistema. Ed è proprio durante la fotosintesi che nasce.

La pianta assorbe anidride carbonica e acqua per creare energia sotto forma di zuccheri. Il prodotto di scarto di questa reazione è l’ossigeno che viene espulso nell’atmosfera attraverso gli stomi delle foglie. È proprio a questo punto che capiamo quanto le piante siano fondamentali per il nostro ambiente: senza di loro cesserebbe la produzione di ossigeno, rendendo la Terra invivibile.

LINFA

È un insieme di composti organici ed è il vettore per il nutrimento delle piante (un po’ come il nostro sangue). Viaggia all’interno delle piante, attraversando il floema e lo xilema (per saperne di più su questo leggi l’articolo sulla dendrocronologia!).

Ve ne sono due tipi:

1. Linfa grezza: è costituita in gran parte da sali minerali e acqua. Parte dalle radici e sale (contro la forza di gravità) fino alle foglie passando dai vasi conduttori delle piante.
2. Linfa elaborata: composta prevalentemente acqua, saccarosio (zucchero) e sali minerali. Mentre la linfa grezza viene trasportata linearmente dal basso verso l’alto, la linfa elaborata può scorrere in entrambi i sensi.

COME FUNZIONA?

Abbiamo appena conosciuto i protagonisti della fotosintesi ma come si mette in moto questo processo? Innanzitutto, bisogna sapere che questo processo è suddiviso in 2 fasi:

1. Fase luminosa: l’energia solare di cui vi parlavamo muta in energia chimica. Significa che viene distinta in due tipi di composti chimici:
   1. ATP: trasporta l’energia e permette la generazione di alcune funzioni metaboliche e la creazione dei carboidrati;
   2. NADPH2: trasferisce gli elettroni, di solito lo ione di idrogeno H⁺, per creare poi la sintesi dei carboidrati con altri componenti.
2. Fase oscura: l’anidride carbonica si trasforma in glucosio.

Dal nome si potrebbe intuire che sono fasi estremamente legate alla presenza/assenza di luce, ma, in realtà, soltanto una lo è. La fase luminosa necessita della presenza del sole, in quanto la luce solare deve essere assorbita dalla clorofilla per poi essere trasformata in energia utile. La fase oscura invece può avvenire in qualsiasi momento. Infatti, con “oscura” non ci si riferisce alla necessità di buio, ma semplicemente al non esserci luce solare diretta.

Sembrerà strano ma forse sarà tutto più chiaro osservando la formula chimica:

CO2 (anidride carbonica) + H2O (acqua) = (CH2O (carboidrati))+O2

Ok, forse non è ancora chiarissimo, riportiamo un esempio pratico:

6 CO2 + 6 H2O à C6H12O6 +6 O2

6 molecole di anidride carbonica + 6 molecole di acqua à 1 molecola di glucosio + 6 molecole di ossigeno.

Quindi 6 molecole di anidride carbonica, più 6 molecole di acqua producono 1 molecola di glucosio più sei di ossigeno.

A COSA SERVE?

Lo abbiamo già detto all’inizio: il suo scopo ultimo è quello di creare nutrimento per la pianta. Ma, più nel dettaglio, lo scopo è quello di creare il glucosio, necessario per liberare le energie fondamentali per i processi metabolici essenziali per le piante.

Di conseguenza senza la fotosintesi clorofilliana non sarebbe possibile per la pianta continuare a vivere.

Inoltre, questo processo è fondamentale per la salute dell’ambiente, infatti l’anidride carbonica in eccesso viene assorbita dalle piante, limitando gli elementi inquinanti presenti nell’aria. La fotosintesi è alla base del funzionamento del nostro ecosistema, ne permette la sopravvivenza, dando nutrimento alle piante e rilasciando l’ossigeno che tutti noi respiriamo.

Con il sempre crescente mondo dell’industria e le pesanti pratiche di disboscamento, la via intrapresa è quella della distruzione delle basi fondamentali della nostra vita. L’anidride carbonica è in costante aumento, prodotta dalle fabbriche e dalle industrie e, al contempo, stiamo riducendo sensibilmente la vegetazione che, alla fin dei conti, è l’unica grande difesa che abbiamo, proprio perché è in grado di trasformare la nociva anidride in utile ossigeno.

È strano pensarci, ma a forza di minare l’ambiente stiamo preparando un mondo pieno di cose ma inospitale per la stessa vita umana.

COME AVVIENE?

Abbiamo adesso un’idea piuttosto chiara sulla fotosintesi, ma, in effetti, come funziona? Come vi dicevamo è un processo biochimico, quindi non è semplice da spiegare e comprendere, però cerchiamo di sintetizzare i passaggi principali.

• L’acqua e i Sali minerali che si trovano nel terreno, vengono assorbiti dalle radici;
• Le sostanze prendono la forma di linfa grezza e salgono percorrendo il fusto (o il gambo) della pianta, raggiungendo le foglie;
• Arrivata a destinazione, le foglie cominciano ad assorbire l’anidride carbonica presente nell’aria attraverso gli stomi*;
• Quando la luce solare si posa sulle foglie, avviene la fotosintesi clorofilliana vera e propria: la linfa grezza e l’anidride carbonica si trasformano in linfa elaborata;
• Portata a termine la fotosintesi la pianta, sempre attraverso gli stomi, rilascia nell’atmosfera l’ossigeno.
• Dopodiché il glucosio e i sali minerali vengono portati, ancora sottoforma di linfa elaborata, in tutte le parti della pianta. In particolare, una parte di glucosio si accumula nelle radici, in modo che la pianta possa utilizzarla quando ne avrà necessità.

* Stomi: gli stomi sono delle strutture, presenti su tutta la pagina inferiore della foglia. Permettono il passaggio dei gas da e verso la pianta, soprattutto di anidride carbonica e ossigeno.

È MEGLIO NON TENERE LE PIANTE IN CAMERA DA LETTO?

Questa è una cosa che si sente dire spesso, tutti sanno che per qualche motivo non è una pratica sana mettere piante nell’ambiente dove si dorme.

Ma sarà vero? La risposta è sì. La motivazione la troviamo nella fase Oscura della fotosintesi.

Una volta che la luce solare non è più presente le piante smettono di assorbire anidride carbonica e, di conseguenza, di rilasciare ossigeno, invertendo il processo. L’ossigeno viene prelevato lasciando in cambio l’anidride carbonica.

Già questo basta per farvi capire quanto non sia una cosa salutare. Durante la notte le piante fanno diminuire i livelli di ossigeno, sottraendoli a noi che, nel mentre, stiamo dormendo.

LE ALTRE MOLECOLE?

Tutte le sostanze più complesse che andranno poi a comporre i tessuti della pianta, come il fosforo, vengono assorbite dal terreno mediante le radici.

RIASSUMIAMO LA FOTOSINTESI

La fotosintesi permette alle piante di trasformare l’anidride carbonica (CO2) e l’acqua (H2O) in linfa e ossigeno (02).

Gli elementi coinvolti nella fotosintesi sono: luce solare, acqua e anidride carbonica.

La pianta, grazie all’energia che arriva dal sole riesce a combinare la CO2 e l’acqua per creare un prodotto ad alta energia che può immagazzinare dentro al suo corpo e utilizzare al bisogno.

Quindi partendo da anidride carbonica e acqua, la pianta, tramite l’energia del sole, riesce a ricombinare questi ingredienti per produrre uno zucchero (il glucosio), una molecola ad alta energia che la pianta può tenere dentro ai suoi tessuti e andandola ad utilizzare quando ne ha bisogno.

Finito tutto la pianta rilascia quello che per lei è solo un gas di scarico: l’ossigeno che noi respiriamo.

In conclusione, proviamo a rispondere alla domanda che ci siamo posti prima: cos’hanno in comune le piante e gli esseri umani?

Non andiamo a tirare fuori eventuali spiegazioni complesse legate alla chimica di chissà quale processo.

Ricerchiamo piuttosto il tutto in un: necessitano del reciproco rispetto, perché, altrimenti, nessuna delle due specie potrebbe sopravvivere.

Sembra un po’ una frase cliché neh? Beh, forse lo è davvero, ma questo non esclude tutta la verità che c’è dietro. Le piante ci forniscono l’ingrediente fondamentale per la nostra sopravvivenza, il minimo che possiamo fare noi è non alterare il loro ambiente, permettendogli di crescere nel migliore dei modi.

Bene, dopo un po’ di frasi sponsorizzate da mamma ecologia, possiamo davvero chiudere.

Speriamo di essere stati abbastanza chiari, ma per qualsiasi domanda, non esitate a chiedere!