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Piante ed animali luminosi che potrebbero sostituire l’illuminazione artificiale

(Giuseppe Pace, Naturalista). Una giovane Ingegnere, ex collega di scuola in Romania, mi ha appena inviato, entusiasta, una scoperta del famoso MIT, di ricavare nuova forma energetica per le attività umana, dalle piante. Ecco cosa mi riferisce in inglese e romeno, sperando di interessare la mia curiosità di naturalista, riuscendovi. Al Technology in Massachusetts (MIT) si spera che il loro successo porterà alla sostituzione delle sorgenti luminose tradizionali con alternative autosufficienti. Cosa hanno inventato o quasi “creato” esattamente? Le piante che emettono luce utilizzando nanoparticelle incorporati in foglie, che potrebbe essere, per esempio, che in futuro non avremo un piloni dell’illuminazione pubblica fatta di lampadine concreti e leggero, ma gli alberi con foglie brillanti. Sembra affascinante? “Vogliamo realizzare un impianto che funzioni come una lampada da ufficio, una lampada che non è necessario collegare e non inquinare. La luce è infine alimentata dal metabolismo energetico della pianta stessa “, ha affermato il professor Michael Strano, autore principale dello studio. Per dare le piante la loro capacità di brillare, luciferasi letteralmente, il professor Strano e colleghi hanno utilizzato, una sostanza della lucciola che offre la possibilità di un bagliore nel buio. Gli insegnanti hanno “creato” nanoparticelle contenenti luciferasi e altre particelle contenenti il coenzima A, che si combinano con la luciferasi per produrre l’effetto desiderato. Mentre gli esperimenti sono in una fase iniziale, il team ha grandi ambizioni su come questa tecnologia possa essere applicata in futuro. Finora, la luce prodotta da queste piante ha una bassa intensità rispetto a un LED a 1 microwatt e si stima che sia pari a un millesimo della luce necessaria per leggere un libro. Chissà che in futuro qualche altro ricercatore energetico non scopra la produzione di maggiore luce dei pesci luminosi che illuminano il buio della profondità oceanica. Anche questa luce deriva da meravigliosi adattamenti degli organismi all’ambiente naturale da vivere per sopravvivere ed evolversi. L’Uomo del presente e del futuro risolverà i suoi problemi di carenza di combustibili (petrolio, legna, carbone, gas metano, ecc.) utilizzando energie, per ora, integrative, poi alternativa come: pannelli solari, geotermia, pannelli fotovoltaici e perché no anche nuove forme energetiche dalle piante e dagli animali. Questi ultimi potrebbe tenerli in un acquario casalingo per illuminare la notte, senza spendere molto. Il futuro dell’Homo sapiens è ricco di prospettive per un suo ambiente molto più informatizzato di quello attuale e speriamo anche con più responsabilità di specie e con il principio di precauzione scientifica, consigliato nella grande famiglia delle persone di scienza planetaria. Lampadine addio: da oggi a illuminare la casa ci pensano le piante bioluminescenti. La scoperta è stata fatta da un gruppo di bio-ingegneri di San Francisco, che sta studiando i geni di lucciole e batteri per creare in laboratorio piante “luminose”. Utilizzando la biologia sintetica e il software Genome Compiler, i ricercatori sono già riusciti a modificare le piante di Arabidopsis e stanno lavorando anche sulla luminescenza della rosa. Stando a quanto riferito da Antony Evans, il capo progetto, il team ha dapprima identificato il DNA della pianta utilizzando il software, per poi modificarne la sequenza in modo innovativo rispetto a quanto fatto fino a oggi: i geni luminescenti introdotti dall’esterno riuscirebbero ad “autoriciclarsi” rendendo la pianta particolarmente brillante. Le principali innovazioni in tema illuminazione sono estremamente affascinanti: c’è la vernice la che rende strade e sentieri gentilmente luminosi, già utilizzata nel Regno Unito senza bisogno di energia elettrica. Insomma sembra che si sia vicini al tempo in cui i viali alberati non avranno più bisogno di lampioni, e leggere un libro al parco, di sera, sarà possibile grazie alla luce emessa dalle piante. Presto potremmo avere un giardino che si illumina da solo, o cespugli luminosi lungo le autostrade. Ma già adesso si può comprare il manuale che insegna a manipolare il Dna delle piante per accenderle. Dalle lucciole il segreto per l’illuminazione naturale. Il progetto prevede la messa a punto di sequenze di DNA modificate attraverso l’utilizzo di geni luminescenti che, una volta introdotte in quelli della pianta, la renderebbero luminosa. L’obiettivo del gruppo di ricerca è quello di far conoscere il potenziale dell’illuminazione bioluminescente e contribuire al contempo al contenimento dell’energia necessaria ad alimentare i sistemi di illuminazione tradizionali. Il team ha anche lanciato una campagna ad hoc tramite Kickstarter per trovare sponsor al progetto e ottenere i finanziamenti dovuti. I sostenitori che elargiranno almeno 40 euro riceveranno un pacchetto di semi luminescenti; quelli che invece impegneranno almeno 150 euro avranno la possibilità di godere in casa propria di una pianta luminosa già cresciuta. I risultati ottenuti fino a oggi saranno strategici per mettere l’ingegneria biologica al servizio della prossima generazione di design. FIN dai tempi di William Beebe, il Naturalista che per primo, nel 1930, studiò in batisfera gli animali presenti nell’oceano profondo, i ricercatori sono sempre stati colpiti dal numero e dalla diversità di creature marine bioluminescenti, ossia in grado di emettere luce in seguito a precise reazioni chimiche. Tuttavia, finora pochi studi hanno cercato di documentare in modo preciso la percentuale relativa di animali “brillanti”, a diverse profondità. La lacuna è stata ora colmata da una ricerca di Séverine Martini e Steve Haddock, del Monterey Bay Research Institute (Mbari), che hanno classificato la bioluminescenza degli animali marini che vivono tra la superficie e i 4000 metri di profondità nella baia di Monterey (in California), dimostrando che ben tre quarti di questi brillano di luce propria. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Scientific Reports. Si potrebbe pensare che contare gli animali bioluminescenti sia facile, fotografandoli o riprendendoli a diverse profondità. In realtà, la luce emessa da alcune di queste creature è spesso molto tenue, al di sotto della sensibilità della maggior parte delle fotocamere, mentre altre non brillano in modo continuo per non attrarre predatori, o semplicemente per risparmiare energia. Per questo motivo, le stime ottenute in precedenza si sono basate quasi unicamente su osservazioni qualitative, e sono ormai datate: la più completa fonte di informazioni sulla bioluminescenza, prima di quest’ultimo lavoro, risaliva infatti a un articolo di ricerca pubblicato nel 1987, ossia 30 anni fa. Lo studio di Martini e Haddock rappresenta la prima analisi quantitativa mai fatta sul numero e il tipo di animali bioluminescenti a diverse profondità. Nel corso di 240 immersioni condotte da sonde robotiche, i ricercatori hanno osservato oltre 350.000 animali, confrontandoli con un grande database di oltre cinque milioni di creature marine e con una lista di animali e gruppi di animali già noti per essere bioluminescenti.

Studiando i dati, gli scienziati hanno osservato con una certa sorpresa che la percentuale di animali brillanti, pari a circa tre quarti, rimane sostanzialmente la stessa al variare della profondità, fino ai 4000 metri. Ciò che cambia è il tipo di animali: fino ai 1500 metri la maggior parte delle creature bioluminescenti è rappresentata da meduse o dai loro “cugini” gelatinosi, gli ctenofori, tra i 1500 e i 2250 dominano i vermi marini, mentre in acque più profonde si illuminano soprattutto i “larvacei”, simili ai girini, che costituiscono la metà degli animali bioluminescenti osservati. Inoltre, l’analisi ha mostrato che alcuni gruppi di animali sono molto più luminosi di altri: per esempio, quasi la totalità degli cnidari (cui appartengono le meduse) sono bioluminescenti, mentre “si accende” solo la metà dei pesci e dei cefalopodi (molluschi che includono calamari e polipi). Un possibile sviluppo futuro potrebbe essere quello di sfruttare la conoscenza di questa proporzione fissa tra creature bioluminescenti e non bioluminescenti per stimare il numero totale di animali presenti a ogni profondità, semplicemente misurando la quantità di luce prodotta. “Dal momento che l’oceano profondo è, per volume, il più grande habitat della Terra – concludono gli autori nel loro articolo – la bioluminescenza si può certamente definire come un tratto ecologico distintivo nel nostro pianeta”. Dunque i Naturalisti in modo speciale carpiscono, man mano, nuovi segreti alla Natura per migliorare l’ambiente di vita dell’Homo sapiens, che da 3 secoli circa è lanciato come un razzo sempre più veloce nella sua conoscenza tecnologia che gli permette di vivere un ambiente immerso in una rivoluzione digitale globale con notevole evoluzione culturale di gran lunga più importante e determinante di quella biologica, più nota da Darwin in poi.