WEBVTT 00:00:07.496 --> 00:00:09.361 Avete davanti a voi una tazza gigante 00:00:09.361 --> 00:00:12.454 di cereali al carbonio ricchi di energia. 00:00:12.454 --> 00:00:15.451 Un cucchiaio. Due. Tre. 00:00:15.451 --> 00:00:17.812 In poco tempo, vi ricaricherete di energia 00:00:17.812 --> 00:00:19.703 grazie a questo pasto. 00:00:19.703 --> 00:00:22.813 Ma com'è arrivata quell'energia nella tazza? 00:00:22.813 --> 00:00:25.502 L'energia esiste sotto forma di zuccheri 00:00:25.502 --> 00:00:28.313 presenti nelle piante dalle quali derivano i cereali, 00:00:28.313 --> 00:00:29.979 come il grano o il mais. 00:00:29.979 --> 00:00:33.313 Come potete vedere, il carbonio è la struttura chimica portante 00:00:33.313 --> 00:00:35.011 e le piante lo assorbono 00:00:35.011 --> 00:00:38.515 sotto forma di diossido di carbonio, CO2, 00:00:38.515 --> 00:00:40.433 dall'aria che respiriamo. 00:00:40.433 --> 00:00:42.602 Ma come fa l'impianto energetico di una pianta, 00:00:42.602 --> 00:00:45.021 situato all'interno dello stroma dei cloroplasti, 00:00:45.021 --> 00:00:47.811 a trasformare un gas carbonico, come la CO2, 00:00:47.811 --> 00:00:51.774 in un solido con 6 atomi di carbonio, come il glucosio? 00:00:51.774 --> 00:00:55.029 Se la vostra risposta è la fotosintesi, avete ragione. 00:00:55.029 --> 00:00:58.240 Ma la fotosintesi avviene in due fasi. 00:00:58.240 --> 00:01:00.782 Durante la prima, l'energia del sole viene conservata 00:01:00.782 --> 00:01:05.343 sotto forma di adenosina trifosfato, detta anche ATP. 00:01:05.343 --> 00:01:08.842 Durante la seconda, detta ciclo di Calvin, il carbonio viene catturato 00:01:08.842 --> 00:01:10.928 e trasformato in zucchero. 00:01:10.928 --> 00:01:13.296 Questa fase rappresenta una delle linee di produzione più sostenibili 00:01:13.296 --> 00:01:15.796 della natura. 00:01:15.796 --> 00:01:20.426 Ed eccoci nella fabbrica più piccola al mondo. 00:01:20.426 --> 00:01:21.844 Quali sono i materiali iniziali? 00:01:21.844 --> 00:01:24.308 Un mix di molecole di CO2 dell'aria 00:01:24.308 --> 00:01:26.760 e molecole preassemblate chiamate 00:01:26.760 --> 00:01:30.399 ribulosio bifosfato, o RuBP, 00:01:30.399 --> 00:01:32.261 ognuna contenente 5 atomi di carbonio. 00:01:32.261 --> 00:01:36.178 Chi è l'iniziatore? Un enzima diligente chiamato Rubisco 00:01:36.178 --> 00:01:39.614 che unisce un atomo di carbonio dalla molecola di CO2 00:01:39.614 --> 00:01:41.593 con la catena RuBP 00:01:41.593 --> 00:01:44.618 per costruire una sequenza iniziale di 6 atomi di carbonio 00:01:44.618 --> 00:01:47.873 che rapidamente si separa in due catene più piccole 00:01:47.873 --> 00:01:49.874 contenenti 3 atomi di carbonio ognuna 00:01:49.874 --> 00:01:54.391 chiamate fosfoglicerato, o, in breve, PGA. 00:01:54.391 --> 00:01:57.550 Si aggiungono l'ATP e un'altra sostanza chiamata 00:01:57.550 --> 00:02:01.678 nicotinammide adenina dinucleotide fosfato, 00:02:01.678 --> 00:02:04.806 o semplicemente NADPH. 00:02:04.806 --> 00:02:07.725 L'ATP, che funge da lubrificante, rilascia energia, 00:02:07.725 --> 00:02:13.511 mentre l'NADPH unisce un atomo di idrogeno a ogni catena di PGA, 00:02:13.511 --> 00:02:15.427 modificandoli in molecole chiamate 00:02:15.427 --> 00:02:19.610 gliceraldeide 3 fosfato, o G3P. 00:02:19.610 --> 00:02:22.531 Il glucosio ha bisogno di sei atomi di carbonio per formarsi, 00:02:22.531 --> 00:02:25.242 realizzati dalle due molecole di G3P, 00:02:25.242 --> 00:02:28.426 che, per inciso, hanno sei atomi di carbonio. 00:02:28.426 --> 00:02:30.844 Quindi lo zucchero è pronto, giusto? 00:02:30.844 --> 00:02:32.511 Non ancora. 00:02:32.511 --> 00:02:35.878 Il ciclo di Calvin lavora come una linea di produzione sostenibile, 00:02:35.878 --> 00:02:38.178 vuol dire che le RuBP originarie, 00:02:38.178 --> 00:02:40.272 quelle che hanno dato il via a tutto, 00:02:40.272 --> 00:02:42.727 devono essere ricreate riutilizzando i materiali 00:02:42.727 --> 00:02:44.359 presenti adesso all'interno del ciclo. 00:02:44.359 --> 00:02:46.976 Ma ogni RuBP ha bisogno di 5 atomi di carbonio 00:02:46.976 --> 00:02:49.809 e per il glucosio ce ne vogliono 6. 00:02:49.809 --> 00:02:51.394 C'è qualcosa che non torna. 00:02:51.394 --> 00:02:54.195 La risposta si trova in un fatto fenomenale. 00:02:54.195 --> 00:02:57.225 Mentre stavamo osservando questa singola linea di produzione 00:02:57.225 --> 00:03:00.725 altre cinque stavano lavorando allo stesso momento. 00:03:00.725 --> 00:03:03.662 Con sei nastri trasportatori che si muovono all'unisono 00:03:03.662 --> 00:03:05.809 non è solo 1 atomo di carbonio a essere saldato 00:03:05.809 --> 00:03:07.416 alla catena di RuBP, 00:03:07.416 --> 00:03:11.590 ma ben 6 a 6 catene, 00:03:11.590 --> 00:03:15.091 che creano 12 catene di G3P invece di due. 00:03:15.091 --> 00:03:18.726 Ciò significa che esistono 36 atomi di carbonio: 00:03:18.726 --> 00:03:21.308 il numero preciso per fabbricare lo zucchero 00:03:21.308 --> 00:03:24.392 e ricostruire le RuBP. 00:03:24.392 --> 00:03:27.187 Delle 12 catene G3P raggruppate, 00:03:27.187 --> 00:03:28.940 due vengono scartate per formare 00:03:28.940 --> 00:03:32.309 quella catena di glucosio da 6 atomi di carbonio ricca di energia. 00:03:32.309 --> 00:03:35.614 Quella che ci ricarica a colazione. Fenomenale! 00:03:35.614 --> 00:03:37.617 Ma ritorniamo alla linea di produzione. 00:03:37.617 --> 00:03:39.617 I sottoprodotti degli zuccheri 00:03:39.617 --> 00:03:44.202 vengono assemblati per ricreare le 6 RuBP. 00:03:44.202 --> 00:03:46.892 Ci vogliono 30 atomi di carbonio, 00:03:46.892 --> 00:03:51.002 il numero esatto contenuto nelle rimanenti 10 G3P. 00:03:51.002 --> 00:03:54.315 Adesso avviene un mix molecolare. 00:03:54.315 --> 00:03:56.422 Due delle G3P vengono saldate 00:03:56.422 --> 00:03:58.589 per formare una sequenza di 6 atomi di carbonio. 00:03:58.589 --> 00:04:02.875 Aggiungendo una terza G3P, si ha una catena a 9 atomi di carbonio. 00:04:02.875 --> 00:04:05.957 La prima RuBP, costituita da 5 atomi di carbonio, 00:04:05.957 --> 00:04:07.599 viene scartata, 00:04:07.599 --> 00:04:09.559 lasciando 4 atomi di carbonio. 00:04:09.559 --> 00:04:11.104 Ma non c'è nessuno spreco. 00:04:11.104 --> 00:04:14.293 Vengono saldati a una quarta molecola di G3P, 00:04:14.293 --> 00:04:16.315 diventando una catena di 7 atomi di carbonio. 00:04:16.315 --> 00:04:18.541 Aggiunta a una quinta molecola di G3P, 00:04:18.541 --> 00:04:20.707 una nuova catena viene creata, 00:04:20.707 --> 00:04:24.074 quanto basta per creare altre due RuBP. 00:04:24.074 --> 00:04:26.875 Con tre RuBP ricreate 00:04:26.875 --> 00:04:29.204 da cinque delle dieci catene G3P, 00:04:29.204 --> 00:04:31.207 con la semplice duplicazione del processo 00:04:31.207 --> 00:04:33.875 si rinnoveranno le 6 catene di RuBP 00:04:33.875 --> 00:04:36.671 necessarie a far ripartire il ciclo. 00:04:36.671 --> 00:04:39.089 In questo modo il ciclo di Calvin genera il numero preciso 00:04:39.089 --> 00:04:40.793 di elementi e processi 00:04:40.793 --> 00:04:43.375 necessari a far sì che questa catena di produzione 00:04:43.375 --> 00:04:45.208 non abbia mai fine. 00:04:45.208 --> 00:04:47.127 Ed è solo uno dei centinaia di cicli 00:04:47.127 --> 00:04:48.625 presenti in natura. 00:04:48.625 --> 00:04:49.959 Perché così tanti? 00:04:49.959 --> 00:04:53.060 Perché se i processi di produzione biologica fossero lineari, 00:04:53.060 --> 00:04:55.730 non sarebbero efficienti e di successo 00:04:55.730 --> 00:04:58.444 nell'impiegare l'energia per creare i materiali 00:04:58.444 --> 00:05:01.238 da cui dipende la natura, come lo zucchero. 00:05:01.238 --> 00:05:03.355 I cicli creano dei circuiti di feedback 00:05:03.355 --> 00:05:06.857 che riusano e ricostruiscono senza sosta 00:05:06.857 --> 00:05:08.609 ingredienti creati 00:05:08.609 --> 00:05:10.987 dalle risorse disponibili del pianeta. 00:05:10.987 --> 00:05:12.768 Come lo zucchero, 00:05:12.768 --> 00:05:14.819 fabbricato attraverso i raggi solari e il carbonio 00:05:14.819 --> 00:05:16.650 convertito da fabbriche naturali 00:05:16.650 --> 00:05:18.653 in energia che ci ricarica, 00:05:18.653 --> 00:05:21.652 facendo sì che il ciclo giri nella nostra vita.