Tres investigadors de la UIB troben les claus de la fisiologia de les plantes marines que els permet fixar el CO2

Un equip d’investigadors del grup de recerca PLANTMED de la Universitat de les Illes Balears, format per Jeroni Galmés, Sebastià Capó i Pere Aguiló, publica a la prestigiosa revista “Nature Plants” la descripció, per primera vegada, dels mecanismes fisiològics que varen permetre a les plantes vasculars adaptar-se al medi aquàtic.

Les plantes aquàtiques fan un paper cabdal en la fixació i l’emmagatzematge de carboni, la creació de nínxols ecològics, el reciclatge de nutrients i la protecció contra l’erosió en ecosistemes aquàtics de vital importància biològica. És per això que una de les fites en la història de la biologia és la colonització del medi aquàtic per part de les plantes vasculars, que s’anomenen així pel que fet que disposen d’un sistema de conducció que recorre les arrels, la tija i les fulles i a través del qual es transporta l’aigua, les sals minerals i el CO2.

Ara, aquest equip del grup de recerca en Biologia de les Plantes en Condicions Mediterrànies (PLANTMED), de l’Institut d’Investigació Agroambiental i Economia de l’Aigua (INAGEA) de la Universitat de les Illes Balears, ha descrit per primera vegada les adaptacions especials i úniques d’aquestes plantes per fer front a la baixa disponibilitat de CO2 en el medi aquàtic.

Rubisco

El CO2 es fixa durant la fotosíntesi gràcies a una proteïna anomenada Rubisco (ribulosa 1,5-bisfosfat carboxilasa/oxigenasa), un dels enzims més importants de la biosfera perquè és l’únic capaç de transformar de manera significativa el carboni inorgànic en formes orgàniques utilitzables en els processos vitals.

La recerca dels investigadors de la UIB ha demostrat que per fer front a les baixes concentracions de CO2 al medi marí, les plantes aquàtiques han desenvolupat mecanismes extremadament eficients de bombeig de CO2 cap a l’interior del teixit fotosintètic. Les dades indiquen que el perfeccionament d’aquests mecanismes de bombeig fou progressiu durant la tornada a la mar de les plantes aquàtiques, primer a aigua dolça, després a salobre i finalment a la mar.

Com a conseqüència de l’adopció de mecanismes de concentració de CO2, la Rubisco de les plantes marines ha sofert una evolució única i diferenciada de les plantes emparentades que van quedar a terra emergida, revertint fins i tot alguna de les adaptacions aconseguides durant l’evolució de les plantes terrestres.

Essencial per a l’agricultura i en risc pel canvi climàtic

La singularitat dels mecanismes de bombeig de CO2 i la Rubisco de les plantes marines obre noves perspectives amb vista a millorar l’eficiència fotosintètica en cultius, ja que aquest estudi demostra que les propietats cinètiques de la Rubisco de les plantes són més mal·leables del que s’havia observat fins ara. Això és de gran importància, atès que millores en la capacitat de fixar el CO2 com les descrites a plantes marines podrien suposar augments de fins a un 50% en la capacitat productiva de cultius.

Per altra banda, la informació derivada d’aquest estudi posa de relleu el risc que suposa el canvi climàtic per a la capacitat de fixació de CO2 de plantes aquàtiques, com la Posidonia oceanica. Els investigadors assenyalen que si la concentració de CO2 continua augmentant, les adaptacions especials d’aquestes plantes quant al bombeig de CO2 i la seva posterior fixació en molècules orgàniques podrien deixar de funcionar de forma òptima i reduir la seva funcionalitat com a grans acumuladores de carboni orgànic i, en general, com a proveïdores de serveis ecosistèmics.

La recerca s’ha fet en el marc del projecte MARISCO (PGC2018-094621-B-I00), finançat per l’Agència Estatal d’Investigació del MICINN i fons FEDER, i Accions Especials finançades per la Direcció General de Política Universitària i Recerca del Govern de les Illes Balears. Aquest projecte té com a objectiu aprofundir en el coneixement dels mecanismes fisiològics que operen en les plantes marines, la qual cosa és de vital importància per desenvolupar estratègies eficients per a la seva conservació.

Els investigadors presentaran els resultats del seu estudi en el 10th International Symposium on Inorganic Carbon Utilization by Aquatic Photosynthetic Organisms, que es farà a la Universitat de Princeton (Estats Units) del 6 al 8 de juliol.

Foto: A. Costa/UIB