Domanda
Le piante possono usare la luce delle stelle di notte per la fotosintesi?
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Non proprio.
La luce solare guiderebbe (in misura molto piccola) la conversione della luce in energia chimica da parte dei fotosistemi. Ma il primo fotosistema della catena di trasferimento degli elettroni (chiamato Fotosistema II) ha una porta a due elettroni (un chinone chiamato QB). Il chinone può essere in forma ossidata, in forma di semi-chinone (ridotto di 1 elettrone) e in forma di chinolo (ridotto di 2 elettroni). Dopo aver ottenuto due elettroni (ottenuti con l'energia luminosa dal donatore primario, e infine dal complesso ossidante dell'acqua), lascia il suo sito, il che rende il trasferimento di elettroni nel fotosistema II piuttosto irreversibile, ma nello stato di semi-chinone, il QB- rimane nel suo sito di legame e lentamente (in circa 30 s) perde il suo elettrone in un evento di ricombinazione di carica con il complesso di ossigeno del fotosistema II. La ricombinazione di carica annulla la reazione di separazione di carica fotochimica che si era verificata. Se i fotoni arrivano al fotosistema II ad un tasso molto più basso di 1 fotone ogni 30 s, allora la maggior parte degli eventi di separazione di carica si annullano.
Secondo Raven e Cockell (2006) Astrobiology 6: 668-675, la densità di flusso di fotoni fotosinteticamente attivi della luce delle stelle in una notte senza luna è circa 1 fmol m-2s-1. Con ipotesi conservative (84% di assorbimento della radiazione fotosinteticamente attiva da parte delle foglie, stechiometria da fotosistema II a fotosistema I di 1:1, e resa quantica della separazione di carica nel fotosistema II di 0,8), questo porterebbe a circa 0.00001 separazioni di carica ogni 30 s.
Un altro fattore che limita l'uso della luce bassa da parte delle piante è l'attivazione della luce degli enzimi necessari per la riduzione dell'anidride carbonica, in particolare la ribulosio 1,5-bisfosfato carbossilasi ossigenasi (alias rubisco). La fotosintesi richiede un ciclo di Calvin-Benson attivo, e gli enzimi del ciclo sono inattivi al buio nelle piante. La luce delle stelle non è abbastanza forte per attivarli.
Se potessero usare la luce delle stelle, allora potrebbero benissimo usare la luce del sole. Se è l'energia che vogliono (lo fanno) allora il sole è circa un milione di volte più energetico. Nessuna pianta vi rinuncerebbe per la luce delle stelle.