La fotosintesi clorofilliana è un processo biochimico straordinario tipico del regno vegetale, ma presente anche in alcuni batteri. In questi organismi affascinanti, l’energia della luce, viene trasformata in energia chimica per produrre le biomolecole essenziali alla crescita e alla sopravvivenza. Questo processo, è il pilastro della vita sulla terra, grazie alla produzione di ossigeno e sostanza organica. La capacità di trasformare la sostanza inorganica in sostanza organica, posiziona il regno dei vegetali alla base della catena alimentare come organismi autotrofi.
Mi ha sempre affascinato, come la natura così apparentemente semplice, nasconda complessi meccanismi che sostengono l’intera vita sul pianeta. Sono convinta che sia di fondamentale importanza comprendere il ruolo cruciale della fotosintesi clorofilliana per il nostro ecosistema, e soprattutto l’importanza di preservare le piante e il loro ruolo essenziale per il nostro pianeta.
Dove avviene la fotosintesi clorofilliana?
La fotosintesi clorofilliana come già accennato è un processo biochimico che avviene solo in determinati organismi e in presenza di luce. Nelle piante avviene nelle parti verdi e la foglia è sicuramente l’organo fotosintetico. I tessuti delle foglie contengono i cloroplasti, organelli intracellulari delimitati da una doppia membrana, che contengono al loro interno un fluido chiamato stroma. Nello stroma sono contenuti: enzimi coinvolti nel metabolismo dell’organulo, granuli di amido, DNA circolare, ribosomi e un complesso sistema membranoso.
Il sistema membranoso, definito tilacoidale, può presentarsi in forma di dischi impilati (grana) oppure come semplici membrane esposte allo stroma (lamelle stromatiche). Le lamelle svolgono la funzione di connettere due o più grana tra loro. Nei tilacoidi troviamo dei complessi pigmento-proteina che sono i principali responsabili della fotosintesi clorofilliana. Sono chiamati fotosistemi e sono di due tipi: il fotosistema I localizzato a livello delle lamelle stromatiche e il fotosistema II localizzato nei grana.
Nei fotosistemi le molecole di pigmenti assorbono la luce a diverse lunghezze d’onda, l’energia del fotone passa di molecola in molecola, seguendo un gradiente di livello energetico, fino al raggiungimento di una clorofilla speciale che si trova nel centro di reazione del fotosistema.
Tutti i pigmenti catturano l’energia luminosa, ma solo quelle di clorofilla a presenti nel “centro di reazione” sono in grado di passare allo stato eccitato essenziale ad attivare la reazione fotosintetica. Ma vediamo più nel dettaglio come avviene la fotosintesi clorofilliana e perché è cosi importante.
Il processo della fotosintesi clorofilliana
Gli organismi fotosintetici vengono definiti fotoautotrofi, per la loro capacità di trasformare l’energia luminosa in energia chimica e per la sintesi di materia organica a partire da anidride carbonica e acqua.
Ma entriamo nel dettaglio della fotosintesi clorofilliana e vediamo la formula chimica di questo processo:
6 CO2 + 6H2O + energia solare C6H12O6 + 6O2
L’energia contenuta nella luce, è la responsabile della prima reazione della fotosintesi, permette infatti la rottura delle molecole d’acqua (H2O), con liberazione di ossigeno e idrogeno. L’ossigeno liberato si combina con altro ossigeno a formare ossigeno molecolare (O2). L’idrogeno invece si combina con anidride carbonica (CO2), ed entra in un ciclo di reazioni, che portano alla formazione del glucosio (C6H12O6).
Possiamo quindi affermare che la fotosintesi clorofilliana è quel processo biochimico, nel quale due sostanze inorganiche, acqua e anidride carbonica sono assunte attraverso l’ambiente e combinate a formare il principale costituente della piante, il glucosio.
La catena di reazioni può essere schematizzata in due fasi:
- La fase luminosa si svolge nei tilacoidi, l’energia solare assorbita dai pigmenti é utilizzata per rompere le molecole di acqua e avviare la fotosintesi.
- La fase oscura o ciclo di Calvin si svolge invece nello stroma del cloroplasto. Qui l’anidride carbonica subisce un ciclo di trasformazioni e grazie all’utilizzo dell’energia chimica prodotta nella fase luminosa viene convertita in glucosio.
Nel dettaglio il processo è abbastanza complesso! Ci sono una serie di passaggi in cui sono coinvolti diversi protagonisti che meritano una descrizione dettagliata. Se vuoi approfondire questo argomento e scoprire tappa per tappa cosa avviene nelle due fasi della fotosintesi clorofilliana segui il mio blog per non perderti i prossimi articoli.
Aspetti ecologici
Non posso terminare questo articolo senza fare una considerazione finale sul ruolo ecologico essenziale della fotosintesi clorofilliana. Abbiamo visto che ha un ruolo fondamentale per mantenere l’equilibrio dell’ossigeno nell’atmosfera, e da questo equilibrio dipende la nostra respirazione e quella di tutti gli organismi aerobi.
Inoltre concorre attivamente al ciclo del carbonio. Il processo infatti aiuta a sequestrare il carbonio atmosferico e mitigare così gli effetti del cambiamento climatico, che purtroppo tutti stiamo sperimentando.
Infine e non sicuramente per importanza, gli organismi fotosintetici sono alla base della catena alimentare: erbivori e onnivori dipendono direttamente da esse per la nutrizione, i carnivori ne dipendono invece indirettamente.
Spero questo articolo ti sia piaciuto e ti aspetto nel mio blog per leggere approfondimenti sulle piante e sulla fotosintesi clorofilliana.
