Migliorare l’assorbimento di Co2 delle piante per mitigare i cambiamenti climatici?

Ricercatori di tutto il mondo stanno lavorando per migliorare la capacità delle piante di combattere il cambiamento climatico

[11 aprile 2018]

Come ricorda Hillary Rosner su Ensia «Molte strategie volte a mitigare il riscaldamento globale implicano enormi cambiamenti nel comportamento umano: smettere di bruciare carbone per produrre elettricità, smettere di guidare auto a benzina, smettere di distruggere le foreste pluviali . Sono tutte cose necessarie e tutte comportano complessi ostacoli politici, culturali e socioeconomici per gli esseri umani. Ma se potessimo anche cambiare il comportamento di un gruppo di organismi molto più flessibile, quelli che consumano l’anidride carbonica che emettiamo?». La Rosner parla delle piante e quello che ipotizza è un approccio che sta ottenendo sempre più attenzione: combattere il cambiamento climatico catturando e stoccando il carbonio in eccesso non con le costose, sperimentali e contestate tecnologie Carbon capture and storage  ma aumentando la capacità di chi da sempre il carbonio lo assorbe e lo stocca in maniera naturale.

Le piante estraggono Co2 dall’atmosfera e la immagazzinano nelle foglie, nei tronchi e steli e nelle radici, parte di quel carbonio penetra nel terreno e viene definitivamente stoccato e “disarmato” per millenni. Ma, come dice Wolfgang Busch, un biologo vegetale del Salk Institute for Biological Studies di La Jolla, in California, attualmente «Noi esseri  umani stiamo accumulando così tanta CO2 che la Terra non è in grado di compensarla», Per questo Busch e i suoi colleghi stanno lavorando a un nuovo progetto, l’Harnessing Plants Initiative: per sviluppare piante in grado di assorbire ancora più CO2 dall’atmosfera e stoccarla  per secoli. Lo scienziato ha detto a Ensia: «Non stiamo cercando di convincere le piante a fare qualcosa che normalmente non fanno. Stiamo solo cercando di aumentarne l’efficienza. Quindi potremo usarle per mitigare i cambiamenti climatici».

l’Harnessing Plants Initiative punta a produrre «Piante ideali che immagazzineranno carbonio in profondità nel suolo, che richiedono meno fertilizzanti per crescere e che alla fine producono cibo per nutrire il mondo». Per Busch. «L’idea è di quella di insegnare alle piante a produrre più di carbonio molto stabile».

Per farlo i ricercatori stanno sfruttando la suberina, una molecola prodotta dalle piante che ricca di carbonio e resistente  ed è uno dei principali componenti del sughero. Il team di ricerca del Salk Institute sta testando le varietà di suberina di due piante: il ginestrino e la mostarda provenienti da tutto il mondo per trovare le specie che si sono evolute per produrre più suberina. Una volta identificati i geni associati alla produzione di suberina, potranno utilizzare la coltivazione tradizionale, l’ingegneria genetica oppure  una combinazione delle due per creare coltivazioni che diventeranno centrali di stoccaggio del carbonio.

Christer Jansson, direttore di scienze delle piante presso il Dipartimento di Laboratorio di Scienze Molecolari Ambientali dell’Energia.

Christer Jansson, direttore scienze delle piante all’Environmental molecular sciences laboratory del Dipartimento dell’energia, spiega a sua volta che « Il progetto Salk fa parte di una nuova generazione di agricoltura, nella quale diventa importante non cercare solo rendimenti più elevati nelle porzioni vendibili [delle colture], ma anche combinarli con più carbonio trasferito nel suolo». Jansson faceva parte del team internazionale che nel 2015 ha pubblicato su Nature lo studio “Expression of barley SUSIBA2 transcription factor yields high-starch low-methane rice” nel quale si documenta lo sviluppo di un riso  che durante la crescita emette pochissimo metano. Un bel passo in avanti per il clima, visto che le risaie sono una delle maggiori fonti artificiali di metano, un potente gas serra. Il riso low-methane contiene un gene dell’orzo che diminuisce la quantità di carbonio incanalata verso le radici della pianta, che a sua volta fornisce meno cibo ai i batteri che vivono nelle risaie e che producono il metano -produrre. Più recentemente, in una ricerca non ancora pubblicata realizzata insieme a Sun Chuanxin dell’Uppsala BioCenter, Jansson ha invertito il processo, aumentando il carbonio immesso  sottoterra. Questo geniale scienziato svedese è anche un pioniere di una ricer ca in una nuova area: il ruolo che potrebbero svolgere i microbi nella rizosfera, l’area del suolo che circonda le radici di una pianta e che costituisce un mini-ecosistema nel quale  radici e suolo  interagiscono. «Molti tipi di batteri, funghi e altri microbi vivono lì e – dice Jansson – potrebbero essere manipolati per assorbire più carbonio nel terreno. Parte del fascino dell’uso del microbioma rizobico è la possibilità di utilizzare microbi che possono sia far crescere colture più produttive, sia immagazzinare più carbonio. Non ci sono abbastanza soldi per mettere il carbonio nel suolo da solo. Economicamente deve essere  responsabile  un agricoltore o  di una società biotecnologica che ci investa»-

Al Salk, il team di Harnessing Plants Initiative  sta cercando di garantire che delle radici più grandi e con più suberina non vadano a scapito dei  raccolti. Julie Law, una biologa vegetale che lavora al progetto, evidenzia che «L’obiettivo a lungo termine è quello generare qualcosa che possa essere utilizzato anche per sfamare le persone». Per massimizzare la superficie dedicata allo stoccaggio del carbonio, Busch e Law sperano anche di produrre piante che possano crescere nelle aree marginali, come i margini incolti dei campi agricoli. Il loro obiettivo è quello di rendere le piante 20 volte più efficaci nello stoccare il carbonio nel terreno e di utilizzare quelle piante per immagazzinare metà della Co2 di origine antropica emessa ogni anno. «Raggiungere questo obiettivo ambizioso –  dicono – richiederebbe il 6% del terreno agricolo del pianeta. Questo potrebbe includere l’utilizzo delle piante come colture di copertura».

Altrove, come al Land Institute di Salina, nel Kansas, gli scienziati stanno lavorando alla realizzazione di versioni perenni delle colture alimentari più importanti per l’umanità e che sono tutte annuali, il che significa che devono essere ripiantate ogni anno. Invece, le piante perenni hanno sistemi di radici molto più profondi e non hanno bisogno di essere lavorate ogni anno, rendendole molto migliori per stoccare il carbonio.

Al Land Institute gli scienziati hanno sviluppato un nuovo grano chiamato Kernza, una pianta perenne che prodotta a partire da un antenato di grano. Le fitte radici di Kernza si estendono per 3 metri sotto terra, stoccando il carbonio e aiutando la pianta a far fronte alla siccità perché è in grado di accedere all’acqua presente più in profondità nel sottosuolo.

Tutti questi progetti promettenti ma che richiedono non solo investimenti e risorse umane, ma anche una risorsa ancora più preziosa: il tempo. Cme sottolinea concludendo Busch riguardo al progetto suberina: «Non abbiamo molto tempo. Per sviluppare qualcosa di simile abbastanza presto perché funzioni, dovremmo davvero sbrigarci».