Milano, 5 Giugno 2001

 

Perché, sotto la luce, le piante diventano rosse?

 

Una domanda, questa, che ci siamo posti sicuramente molte volte, senza mai trovare o ricevere, una risposta soddisfacente.

Vediamo se riusciamo, una volta per tutte, a svelare questo "mistero".

Innanzitutto, è meglio chiarire che stiamo parlando della colorazione rossastra che compare in piante che, in condizioni normali, rosse non lo sono per nulla e che, quindi, risulta anomalo per quel tipo di pianta.

La prima cosa che si può dire, è che si tratta di una difesa che la pianta attua per proteggersi dall'eccessiva illuminazione. Forse non tutti sanno che una forte illuminazione è, per le piante, più dannosa che un'illuminazione scarsa. Infatti, mentre in presenza di scarsità di luce la fotosintesi rallenta, senza alcuna conseguenza negativa per la pianta se non una stasi nella crescita, in caso di forte illuminazione, gli apparati fotosintetici della pianta possono, addirittura, danneggiarsi, mettendo in pericolo la sopravvivenza stessa del vegetale.

Vediamo, ora, nei dettagli cosa esattamente accade.

Prima di tutto, ricordiamo che la fotosintesi avviene grazie alla presenza di molecole dette clorofille, che hanno il compito di catturare la luce e trasformare questa energia luminosa in energia chimica che la pianta possa sfruttare per vivere e crescere. Perché ciò accada, queste clorofille, una volta assorbita la radiazione luminosa, si trasformano in molecole che vengono dette eccitate. Queste molecole, incontrando altre opportune sostanze, cedono questa energia sotto forma di un elettrone, dando inizio a tutta la catena fotosintetica che porterà alla produzione di zuccheri e alla espulsione di ossigeno, come prodotto di scarto. Una volta che la clorofilla eccitata abbia ceduto il suo elettrone, tornerà a uno stato detto fondamentale grazie, anche, all'acquisto dell'elettrone mancante a spese dell'acqua, che sarà ossidata a ossigeno (lo "scarto" di cui parlavamo prima).

Ovviamente, tutti questi processi, anche se molto veloci, richiedono sempre del tempo perché possano avvenire; è abbastanza facile capire che se la clorofilla non dovesse reperire le molecole a cui cedere la propria energia, una volta eccitata, si verrebbe a trovare in una situazione di instabilità pericolosa. In pratica, la clorofilla non può rimanere nello stato eccitato troppo a lungo; prima o poi, dovrà cedere la sua energia a qualcuno. In caso di illuminazione troppo forte, si vengono a creare le condizioni per cui troppo molecole di clorofilla si troveranno nello stato eccitato e non avranno a disposizione abbastanza molecole a cui trasferire gli elettroni. A questo punto, il più probabile accettore di questa energia in eccesso sarà l'ossigeno, che formerà una specie radicalica altamente reattiva, detto ossigeno in singoletto, un radicale libero che potrà attaccare qualsiasi cosa gli capiti a tiro, prime tra tutte le membrane lipidiche delle cellule vegetali, danneggiandole irreparabilmente.

Ovviamente, l'evoluzione ha fatto si che le piante trovassero un sistema per proteggersi da questi inconvenienti; ecco a cosa servono i carotenoidi nelle piante superiori. Queste molecole hanno il compito di assorbire l'energia eccedente delle clorofille, in modo da disperderla come calore, preservando le cellule dai danni dovuti alla creazione di radicali ossigeno.

Quindi, in condizioni di forte illuminazione, si vengono ad accumulare, nelle parti più esposte della pianta, grosse quantità di caroteni (sopratutto violaxantina) che producono il colore rosso che vediamo normalmente; in pratica, la pianta si "abbronza" per proteggersi dall'eccesso di luce.

Il processo che si verifica, da un punto di vista chimico, è il seguente:

 

 

Come vedete dall'equazione sopra scritta, che passa per una forma intermedia detta anteraxantina, si ha la trasformazione di un carotenoide, la violaxantina, in un altro, la zeaxantina, che si accumula. Col cessare dello stimolo luminoso, la reazione si inverte.

 

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