Uno studio dell’Università di Torino mostra che un campo magnetico quasi nullo modifica rapidamente la fluorescenza della clorofilla e l’efficienza del fotosistema II. I risultati aprono nuove prospettive per le coltivazioni nello spazio e la ricerca in ambiente controllato.
Lo studio
La ricerca, pubblicata su Scientific Reports, è stata condotta dai fisiologi vegetali del Dipartimento di Scienze della Vita e Biologia dei Sistemi dell’Università di Torino, guidati dal professor Massimo E. Maffei. Il gruppo ha studiatoArabidopsis thaliana, specie modello della ricerca vegetale, confrontando tre condizioni: il normale campo geomagnetico, un campo ridotto quasi a zero e un campo più intenso.
Le differenze maggiori sono emerse quando il campo magnetico è stato quasi annullato. I ricercatori hanno osservato un aumento della fluorescenza della clorofilla e, durante le successive misurazioni sotto illuminazione, una riduzione dell’efficienza operativa del fotosistema II, il complesso che contribuisce a convertire l’energia luminosa in energia utilizzabile dalla pianta.
È aumentata anche la dissipazione dell’energia in eccesso, un meccanismo di protezione dell’apparato fotosintetico. Il campo magnetico più intenso ha invece prodotto effetti relativamente modesti.
Una risposta rilevabile in dieci secondi
La rapidità della risposta è uno degli aspetti centrali dello studio. Le ricerche precedenti si erano concentrate soprattutto su esposizioni prolungate, nelle quali possono intervenire anche cambiamenti dello sviluppo e del metabolismo. Rilevare variazioni dopo pochi secondi consente invece di studiare le prime reazioni della pianta al mutamento delle condizioni magnetiche.
Luna e Marte presentano condizioni magnetiche molto diverse da quelle terrestri. Comprendere la risposta delle piante potrebbe quindi contribuire alla progettazione di sistemi di coltivazione destinati alle missioni future, nei quali i vegetali potrebbero supportare la produzione di cibo e ossigeno.
«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».
Lo studio invita ad approfondire il ruolo del campo magnetico anche nell’agricoltura in ambiente controllato. I campi magnetici sono stimoli fisici applicabili e rimovibili rapidamente, ma la loro eventuale utilità nella gestione delle colture non è ancora dimostrata.
I prossimi passi
Il meccanismo molecolare alla base della risposta resta sconosciuto. I risultati indicano una dipendenza dallo stato fisiologico dell’apparato fotosintetico e aprono a ipotesi legate a processi di biologia quantistica, ancora da verificare.
Sarà inoltre necessario stabilire se le variazioni osservate a breve termine producano effetti duraturi sulla crescita, sull’adattamento e sulla capacità delle piante di generare biomassa e ossigeno. Lo studio fornisce quindi un punto di partenza, non ancora una base per applicazioni operative.
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