10.03.2023
La ricerca che studia tutto il potenziale del Panicum Virgatum come biocarburanteI ricercatori hanno scoperto un indizio importante nella ricerca per ottenere più biocarburante dal panico verga (panicum virgatum o switchgrass), uno che potrebbe (speculativamente) aumentare la sua biomassa di oltre il 50% e contribuire ad accelerare l'abbandono dei combustibili fossili. Il panico verga sta diventando una delle più importanti colture di biocarburanti a base di etanolo a livello globale, grazie alla sua capacità di produrre cinque volte l'energia dei biocarburanti a base di mais. Ma i ricercatori della Michigan State University sul nuovo documento pensano che potrebbe fare ancora di più, se riuscissimo a capire cosa c'è dietro la sua insolita abitudine di fermare la fotosintesi in estate. Ogni anno, questa pianta interrompe la fotosintesi nella parte medio-tardiva della stagione di crescita, proprio quando potrebbe accumulare più biomassa e produrre piante più forti e più grandi. La chiave, pensano i ricercatori, potrebbe risiedere nella sua intricata rete di radici. Come in molte specie di erba, le radici del panico verga sono punteggiate da rizomi, piccole capsule che accumulano amido ricco di energia prodotto dagli zuccheri prodotti durante la fotosintesi della pianta. Questi rizomi agiscono come una dispensa sotterranea di emergenza che aiuta le erbe a sopravvivere a condizioni meteorologiche sfavorevoli in tempi difficili. Ma in altri modi possono limitare la pianta, ritengono i ricercatori. Per testare la loro intuizione, hanno condotto una serie di esperimenti durante la stagione di crescita del panico verga del 2020 nel Michigan, negli Stati Uniti: questi hanno confrontato appezzamenti di panico verga alimentati naturalmente dalla pioggia, con appezzamenti coltivati sotto una copertura per privarli della pioggia. Questo confronto è stato importante perché una maggiore precipitazione è associata a tassi più elevati di assimilazione di CO2 (una misura della fotosintesi), mentre è vero il contrario per le condizioni di siccità, quando l'assorbimento di CO2 tipicamente diminuisce. I ricercatori hanno anche analizzato i tessuti vegetali attraverso questi due gruppi di colture. Prima di tutto, i loro esperimenti hanno dimostrato che mentre condizioni sempre più secche nelle colture all'aperto coincidevano con tassi più bassi di assunzione di CO2, un improvviso e pesante acquazzone alla fine della stagione di crescita, dopo che la fotosintesi si era ridotta, non era sufficiente per riportarla all'inizio -livelli estivi. Ciò ha suggerito che il declino della fotosintesi deve essere spiegato da qualcosa di diverso dalla quantità di pioggia che il panico verga ha ricevuto o meno. L'analisi dei tessuti ha rivelato indizi su cosa potrebbe essere. Proprio mentre la fotosintesi stava diminuendo nelle piante, i ricercatori hanno trovato prove di un aumento dei livelli di amido nei rizomi. Infatti, durante la stagione di crescita medio-tardiva, un calo del 50% della fotosintesi corrispondeva a un aumento di quattro volte dell'amido del rizoma. I livelli di amido del rizoma sembrano essere inversamente correlati al declino della fotosintesi. I ricercatori non conoscono ancora i meccanismi precisi alla base di questo, ma la loro ipotesi è che i carboidrati si accumulano rapidamente nei rizomi nella prima fase estiva, mentre la fotosintesi aumenta. Ma il loro spazio è limitato e quindi, man mano che queste piccole dispense si riempiono, fungono da vincolo per la produzione della pianta. Una volta pieni, i rizomi sembrano segnalare al panico verga che non c'è nessun posto dove mettere gli zuccheri che produce, attivando la fotosintesi e arrestando il processo di macinazione. L'implicazione è che le piante perdono settimane di sole che potrebbero essere trasformate in biomassa. E questa non è una quantità insignificante: i ricercatori hanno fatto una stima provvisoria e include molti fattori complicanti, ma il 50% dell'accumulo di carbonio perso a causa del declino della fotosintesi rappresenta circa 1,2 tonnellate di biomassa extra per ettaro di panico verga. Avere questa produzione aggiuntiva potrebbe essere un punto di svolta per i biocarburanti. Ed è su questo che i ricercatori lavoreranno dopo. Identificare i rizomi come potenziali guardiani della fotosintesi ha almeno dato loro un punto di partenza da cui cercare di risolvere l'enigma del declino della produzione di panico verga, affermano gli autori dello studio.