Ученые выяснили, как мох сфагнум улавливает углерод на поверхности клеток

ROMA (ITALPRESS) – Come fanno i muschi delle torbiere a catturare carbonio in ambienti saturi d’acqua, dove la disponibilità di CO2 può essere limitata? La risposta potrebbe trovarsi in un luogo finora poco indagato: la superficie delle loro cellule. È quanto emerge da uno studio internazionale pubblicato sulla rivista New Phytologist, condotto per l’Italia da ricercatori dell’Istituto di Ricerca sugli Ecosistemi Terrestri del Consiglio Nazionale delle Ricerche (Cnr-Iret), insieme a colleghi di Spagna, Francia, Germania, Stati Uniti e Giappone. La ricerca mostra per la prima volta una relazione tra le proprietà chimiche delle superfici cellulari degli Sphagnum e le loro prestazioni fotosintetiche in condizioni sommerse, mettendo in connessione due aspetti finora studiati prevalentemente in modo separato: la chimica superficiale e la fisiologia della fotosintesi. Le torbiere occupano circa il 3% della superficie terrestre, ma custodiscono quasi un terzo del carbonio presente nei suoli del pianeta. Una parte fondamentale di questa capacità dipende dai muschi del genere Sphagnum, protagonisti della formazione della torba e del funzionamento di questi ecosistemi. Per comprendere meglio i meccanismi alla base dell’acquisizione del carbonio, i ricercatori hanno analizzato 20 specie di Sphagnum e quattro cloni coltivati in laboratorio, combinando l’analisi delle proprietà chimiche delle superfici cellulari con misure di fotosintesi e fluorescenza della clorofilla lungo un ampio gradiente di pH. I risultati mostrano che le specie differiscono nella quantità di gruppi chimici reattivi presenti sulla superficie cellulare e che una maggiore presenza di questi gruppi è associata a una maggiore assimilazione di CO2. La fotosintesi è stata mantenuta in tutte le specie anche in condizioni di saturazione idrica, ma con risposte differenti in funzione della specie e del pH. In particolare, Sphagnum palustre L. ha mostrato una risposta particolarmente stabile nell’intero intervallo di pH analizzato, suggerendo una maggiore capacità di adattamento alle variazioni ambientali. “La chimica della superficie è stata studiata a lungo per comprendere processi come lo scambio ionico, l’acidificazione e il legame degli inquinanti – spiega Anna Di Palma, ricercatrice del cnr-Iret e primo autore dello studio – Il nostro lavoro mostra che la chimica delle biosuperfici dovrebbe essere considerata anche nello studio di come gli Sphagnum acquisiscono carbonio in ambienti acquatici”. “Le torbiere rappresentano alleati importanti contro i cambiamenti climatici, perché accumulano torba in condizioni di ristagno e assenza di ossigeno, immagazzinando ingenti quantità di carbonio sottratto all’atmosfera”, continua la scienziata. “Con il riscaldamento climatico e la degradazione di questi ecosistemi, però, la torba si decompone più rapidamente e può liberare CO2 e CH4, trasformando queste risorse da serbatoi a fonti di gas serra, contribuendo così ad amplificare il riscaldamento”. La chimica superficiale potrebbe quindi avere un ruolo più ampio di quanto finora riconosciuto: non soltanto nell’acquisizione del carbonio, ma anche nelle strategie con cui le diverse specie di Sphagnum rispondono alle condizioni ambientali. Le specie caratterizzate da superfici più reattive hanno inoltre mostrato un maggiore potenziale di legame dei metalli disciolti, un risultato che apre possibili prospettive per il biomonitoraggio, il trattamento delle acque e il ripristino delle torbiere. Un ulteriore risultato riguarda i cloni di Sphagnum coltivati in condizioni axeniche, cioè in assenza di microrganismi associati. Questi hanno mantenuto le principali caratteristiche chimiche osservate nei muschi naturali, confermando il loro interesse come modelli sperimentali per lo studio degli Sphagnum e come possibile base per programmi di coltivazione sostenibile e Sphagnum farming. Nel complesso, lo studio suggerisce che per comprendere il ruolo degli Sphagnum nelle torbiere occorra guardare a scale diverse, dalla chimica della superficie cellulare fino al funzionamento dell’intero ecosistema. Le differenze osservate tra le specie potrebbero infatti contribuire a spiegare la loro distribuzione lungo i gradienti di pH e disponibilità idrica e, di conseguenza, influenzare il funzionamento delle torbiere e il loro ruolo nel ciclo globale del carbonio. – foto ufficio stampa Cnr – (ITALPRESS). Vuoi pubblicare i contenuti di Italpress.com sul tuo sito web o vuoi promuovere la tua attività sul nostro sito e su quelli delle testate nostre partner? Contattaci all'indirizzo [email protected]