Cos’è la fotorespirazione e perché il caldo frena la tua cannabis

La fotorespirazione è il processo in cui l’enzima RuBisCO, invece di fissare anidride carbonica come nella fotosintesi, fissa ossigeno: la pianta spende energia e perde parte del carbonio. Aumenta con il caldo, e se arriva ai livelli della fotosintesi la crescita si ferma. Però non è solo uno spreco: aiuta le piante a difendersi dallo stress.

Per capirla bisogna partire dalla fotosintesi, il processo con cui le piante trasformano l’energia del sole in composti organici ricchi di energia, che mettono da parte per crescere. Mentre lo fanno assorbono anidride carbonica e rilasciano ossigeno. La fotorespirazione è meno famosa ma conta altrettanto: va in direzione opposta alla fotosintesi, eppure ne fa parte a tutti gli effetti.

Succede quando l’enzima RuBisCO, invece di fissare anidride carbonica, fissa ossigeno. E più sale la temperatura, più questo processo aumenta.

Più fa caldo, più cresce la quota di fotorespirazione. Se la fotorespirazione arriva a livelli simili a quelli della fotosintesi, la pianta può smettere del tutto di crescere.

Capire la fotorespirazione serve a far crescere meglio le piante e a farle rendere di più, soprattutto con il cambiamento climatico e le temperature alte che si porta dietro. Per questo studiarla e gestirla è fondamentale per migliorare la produttività agricola e la sostenibilità degli ecosistemi.

Cos’è la fotorespirazione, nel dettaglio

La fotorespirazione è un processo biologico complesso e fondamentale per le piante, anche se senza qualche base di biologia può sembrare un rompicapo. Tecnicamente parte da una reazione catalizzata dall’enzima ribulosio-1,5-bisfosfato carbossilasi/ossigenasi (RuBisCO).

Invece di fissare anidride carbonica (CO2) come nella fotosintesi, la RuBisCO fissa ossigeno (O2) e produce 2-fosfoglicolato. Questo composto viene poi metabolizzato nella via fotorespiratoria e trasformato in 3-fosfoglicerato, un intermedio del ciclo di Calvin.

Durante questo percorso metabolico si producono anidride carbonica (CO2) e ammoniaca (NH3), e si consumano ATP e altri equivalenti riducenti. È questo consumo di energia che rende la fotorespirazione un processo poco efficiente dal punto di vista energetico.

Fotorespirazione: una difesa delle piante contro lo stress

Anche se è inefficiente, la fotorespirazione può avere un ruolo chiave nel proteggere le piante dallo stress. Funziona come una valvola di sfogo per l’energia in eccesso: evita la sovrariduzione della catena di trasporto degli elettroni della fotosintesi e la fotoinibizione.

Questo meccanismo conta soprattutto quando lo stress riduce l’assimilazione di CO2 nella fotosintesi.

In più, la fotorespirazione fornisce metaboliti che servono ad altri processi. Per esempio, la glicina prodotta durante la fotorespirazione è fondamentale per sintetizzare il glutatione, un antiossidante che protegge le piante dallo stress ossidativo.

È un processo vitale in condizioni di stress come siccità, terreni molto salini e luce molto intensa, situazioni tipiche per le piante d’alta montagna.

Insomma, anche se costa parecchia energia, la fotorespirazione ha un ruolo essenziale nel proteggere le piante di marijuana quando le condizioni si fanno dure, e le aiuta a continuare a funzionare e crescere in ambienti difficili.

Perché avviene la fotorespirazione?

La fotorespirazione avviene per colpa (o merito) di un enzima, la RuBisCO (ribulosio-1,5-bisfosfato carbossilasi/ossigenasi). Questo enzima è indispensabile per la fotosintesi, perché fissa l’anidride carbonica nella fase di fissazione del carbonio.

Quando però la temperatura sale, la RuBisCO cambia comportamento e comincia a lavorare come ossigenasi invece che come carbossilasi. In pratica, invece di fissare carbonio, cattura ossigeno, e così parte la fotorespirazione.

Perché contano la fotorespirazione e la fotosintesi

Fotosintesi e fotorespirazione sono processi fondamentali per il funzionamento e la sopravvivenza delle piante. La fotosintesi permette alle piante di trasformare l’energia del sole in composti organici ricchi di energia: produce ossigeno ed è la base della vita sulla Terra.

Senza fotosintesi non esisterebbe la maggior parte della vita vegetale, e anche quella animale ne pagherebbe le conseguenze, senza ossigeno e senza nutrienti di base.

La fotorespirazione, invece, a prima vista sembra un processo inefficiente e costoso in termini di energia, ma ha un ruolo chiave nel proteggere le piante quando l’ambiente le mette sotto stress.

La fotorespirazione nelle piante di cannabis

Questo processo fa da meccanismo di difesa contro la sovrariduzione della catena di trasporto degli elettroni e la fotoinibizione, soprattutto con caldo forte, siccità e salinità. In più fornisce metaboliti che servono ad altri processi importanti per proteggere la pianta e adattarla allo stress.

Ricapitolando: i due processi sono diversi ma si completano, e la pianta ha bisogno di entrambi. La fotosintesi dà l’energia e i materiali di base per crescere e riprodursi; la fotorespirazione aiuta la pianta a sopravvivere e ad adattarsi quando l’ambiente si mette contro.

Capire come interagiscono è fondamentale per conoscere meglio la biologia vegetale e rendere le piante più resistenti ai cambiamenti climatici.