È la rivincita inattesa del mais. E della canna da zucchero. E del sorgo. Sì, insomma delle piante C4. Saranno loro a vincere la grande partita del clima. In recupero, come usa dire in gergo calcistico. Perché prima andranno sotto, soffriranno. Ma poi saranno loro ad aggiudicarsi la gara.
Questo è, almeno, quanto affermano Peter Reich, che si occupa di risorse forestali sia in America (University of Minnesota) che in Australia (Western Sydney University) e tre suoi collaboratori in un articolo pubblicato di recente sulla rivista Science e significativamente intitolato: «Inatteso ribaltamento tra le piante C3 e C4 in risposta a un’elevata concentrazione di CO2 in un esperimento durato 20 anni». La storia è chiara. Ma per meglio comprenderla conviene richiamare alla mente chi sono e cosa hanno di diverso tra loro le piante C3 e le piante C4.
Le prime, le piante C3, sono quelle prevalenti, almeno per numero di specie. E adottano un processo metabolico per ottenere lo zucchero glucosio noto come ciclo Calvin-Benson: in estrema sintesi, grazie all’enzima ribulosio bisfosfato carbossilasi, noto anche come RuBisCo, fissano una molecola di anidride carbonica (CO2) a una molecola con cinque atomi di carbonio, il ribulosio-1,5-bisfosfato. Non entriamo nei dettagli biochimici. Diciamo che questo processo è stato il primo a essere utilizzato dalle piante.
Nel 1966 due studiosi australiani scoprirono che alcune piante che vivono in ambienti caldi e umidi utilizzano un processo diverso, che sarà chiamato via biosintetica di Hatch-Slack: fissano la CO2 a una molecola con tre carboni. Anche in questo caso non entriamo nei dettagli biochimici. Diciamo solo che questo tipo di piante, le C4, sono emerse in condizioni ambientali caratterizzate da una scarsa presenza di anidride carbonica in atmosfera. Sono forti, le C4. Perché pur rappresentando appena il 3% delle specie di piante presenti sul pianeta, giocano un ruolo cruciale in molti ecosistemi come le savane e le praterie e costituiscono il 25% di tutta la biomassa terrestre. E sono molto utili: gli animali se ne cibano in abbondanza. Ma talvolta sono anche dannose: tra le peggiori 18 erbacce, 14 sono C4. In ogni caso, da un punto di vista evolutivo rappresentano una strada di successo.
Ma, da quando ci siamo accorti che la dinamica del clima terrestre ha subito un’accelerazione a causa dell’uomo e che, in particolare, la concentrazione di CO2 è aumentata raggiungendo un livello sconosciuto negli ultimi 800.000 anni e forse più, molti ricercatori si sono chiesti quale effetto avrà questo mutamento sulla fortuna delle piante C3 e C4. La teoria non ammetteva granché dubbi. Le C4 si sono evolute in carenza di CO2. Vanno bene quando l’anidride carbonica manca. Ma se l’atmosfera, a causa dell’uomo, si sta riempendo di CO2, allora è chiaro che la partita volgerà a favore delle C3. Dal punto di vista logico la teoria non fa una piega. Ma la scienza – Galileo docet – ha bisogno non solo di «certe dimostrazioni» bensì anche di «sensate esperienze». Di prove empiriche.
Ed è per questo che una ventina di anni fa Peter Reich e i suoi colleghi decisero di effettuare un esperimento: vediamo come reagiscono le piante C3 e C4 in un ambiente a concentrazione crescente di anidride carbonica. In tutta una prima fase, l’esperimento sembrava corroborare la teoria. Le C3 hanno iniziato a crescere in maniera sempre più efficiente, mentre le C4 battevano il colpo. La partita del climate change sembrava rispettare i pronostici e arridere alle vecchie C3. Ma poi, al crescere della CO2 e col passare del tempo, a 15 anni dall’inizio dell’esperimento, il tasso di sviluppo di queste piante ha iniziato a perdere velocità, fino a fermarsi e persino a retrocedere. Mentre, in maniera appunto inattesa, le C4 hanno ingranato la quarta. Mostrando di essere più adatte a realizzare la fotosintesi delle loro sorelle in un ambiente ricchissimo di anidride carbonica.
Il motivo di questo risultato inatteso va probabilmente ricercato nel fatto che, alla lunga, il suolo che ospita le C4 è più ricco di azoto di quello che ospita le C3. E l’azoto è un importante fattore di crescita delle piante. La ricerca delle cause specifiche è, ovviamente, importante per sapere cosa ci aspetta da qui a qualche decennio. Ma l’esperimento di Peter Reich e colleghi ha un valore anche più generale. Intanto riafferma la necessità del metodo galileiano nella scienza. E poi ci mette sull’avviso: gli effetti dei cambiamenti del clima non solo ci sono per la gran parte sconosciuti. Ma sono anche, per buona parte, imprevedibili.

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