L'evoluzione della fotosintesi
Certi gruppi di piante hanno sviluppato meccanismi di concentrazione di carbonio (CCM) per colmare le lacune nel percorso tradizionale della fotosintesi noto come "fotosintesi C3". Questo ha prodotto forme alternative di fotosintesi note come "CAM" e "fotosintesi C4". Curiosamente, gli stessi CCM si sono evoluti indipendentemente in gruppi diversi, indicando che esistono tratti ambientali o vegetali comuni che sviluppano questa convergenza. Il progetto PHOTOTRANS ("Evolvability and drivers of photosynthetic transitions in flowering plants"), finanziato dall'UE, ha mirato a utilizzare l'analisi filogenetica per capire i fattori che causano l'evoluzione della fotosintesi C4 e della fotosintesi CAM. Questo è stato raggiunto studiando i cambiamenti genetici in un enzima importante per la fotosintesi in questi CCM. Le ricerche hanno confermato che questi cambiamenti evolutivi sono accaduti indipendentemente in vari gruppi di piante molteplici volte negli ultimi 35 milioni di anni. Il progetto PHOTOTRANS ha rivelato che identici gruppi di geni hanno co-optato per la fotosintesi C4 in gruppi di piante separate; questo gruppo di geni è anche coinvolto nella fotosintesi CAM. Un'analisi statistica sofisticata ha dimostrato che la riduzione del biossido di carbonio nell'atmosfera è un prerequisito per l'evoluzione della fotosintesi C4. I ricercatori hanno inoltre scoperto che le fotosintesi C4 e CAM potrebbero svilupparsi solo nelle piante con un'anatomia particolare delle foglie. PHOTOTRANS ha dimostrato che questa evoluzione convergente insolitamente comune è il risultato di condizioni sia fisiologiche che ambientali. Questa scoperta ha migliorato la nostra comprensione del modo in cui avviene l'evoluzione convergente di caratteristiche importanti delle piante.
