Meraviglie della clorofilla, base della vita

Senza la clorofilla non ci sarebbe vita: ad ogni istante, infinite piccole molecole della clorofilla, di colore verde, permettono la combinazione dell’anidride carbonica dell’aria con l’acqua dell’aria e del suolo; con l’energia luminosa del Sole si formano così le molecole che diventeranno zuccheri, amido, cellulosa, proteine, grassi, eccetera. E la fotosintesi sottrare dall’atmosfera anidride carbonica e immette ossigeno. È un lavoro formidabile che la natura sa fare così bene, senza fatica e senza macchine, semplicemente esponendo le foglie verdi alla luce e all’energia irradiati dal Sole. La struttura della molecola fu studiata da Richard Willstätter (1872-1942) che per questo ottenne il premio Nobel per la chimica nel 1915, ma fu perseguitato perché ebreo.

Luce, cibo ed energia si intrecciano nella clorofilla, la meravigliosa molecola che rende possibile la fotosintesi, la reazione chimica che sta alla base della vita del pianeta; la struttura della clorofilla fu chiarita dallo studioso tedesco Richard Willstätter (1872-1942) che per questo ottenne il premio Nobel per la chimica nel 1915.

Ciascuno di noi ha davanti agli occhi il miracoloso fenomeno offerto dalla natura: nelle foglie verdi la piccola molecola della clorofilla, di colore verde, permette in ogni istante la combinazione dell’anidride carbonica dell’aria con l’acqua dell’aria e del suolo; con l’energia luminosa del Sole si formano così le molecole che diventeranno zuccheri, amido, cellulosa, proteine, grassi, eccetera.

Anidride carbonica e cambiamenti climatici

Sul pianeta la fotosintesi, resa possibile dalla clorofilla, immette nell’atmosfera, come sottoprodotto, il prezioso ossigeno e “porta via” dall’atmosfera l’anidride carbonica che provoca i mutamenti climatici: ogni anno circa 500 miliardi di tonnellate, circa 15 volte più dell’anidride carbonica immessa nella stessa atmosfera come inquinamento dalle attività umane, e che ritorna poi nell’atmosfera nei cicli vitali vegetali e animali. Della comprensione di questi fondamentali fenomeni siamo debitori in gran parte proprio a Willstätter; nato nel 1872 a Karslsruhe, in Germania, nel 1890 si iscrisse all’Università di Monaco dove ebbe poi anche un incarico di insegnamento.

Un mistero che impegnò gli scienziati

Fin dall’inizio incontrò ostilità in quanto ebreo; alcuni colleghi gli proposero di convertirsi al cristianesimo ma Willstätter rifiutò e preferì trasferirsi in Svizzera a Zurigo; risalgono a questo periodo le ricerche sulle sostanze coloranti delle foglie e dei fiori nei quali la clorofilla è sempre accompagnata da altre molecole, come i carotinoidi e gli antociani. Willstätter affrontò con successo la separazione dei vari coloranti e scoprì anche che le clorofille sono due, chiamate a e b, con differente struttura e proprietà chimiche e fisiche, differente colore e fluorescenza. La clorofilla, verde, è costituita da molecole di pirrolo, una sostanza azotata simile a quella presente nell’emoglobina, la molecola rossa del sangue.
Dette così le cose sembrano semplici, ma in quei favolosi primi quindici anni del Novecento, il mistero della clorofilla era al centro delle ricerche di molti studiosi nel mondo, spesso in modo indipendente. Alla struttura del pirrolo ha dedicato le sue ricerche il professor Giacomo Ciamician (1857-1922) dell’Università di Bologna; alla separazione dei vari coloranti naturali dedicò la vita un poco noto chimico russo, Mikhail Tswett (1872-1919).

Nei colori delle foglie, sostanze preziose

Tswett scoprì che i vari coloranti naturali, disciolti in un solvente, “si muovono” diversamente quando una goccia della soluzione è posata su un foglio di carta assorbente o se la soluzione è fatta scorrere in un tubo verticale di vetro pieno di polvere di ossido di alluminio. Nel lento scorrere della soluzione si osserva che le varie molecole “si fermano” a diverse altezze formando degli anelli che possono poi essere estratti e analizzati. Questa tecnica fu chiamata cromatografia, cioè “scrittura con i colori”, e fu descritta da Tswett nel 1910 in un libro in russo, rimasto quasi sconosciuto.
La cromatografia fu usata con successo da Willstätter per la separazione e analizzare la struttura dei coloranti delle piante. Contemporaneamente Willstätter chiarì la struttura anche degli altri componenti del colore delle foglie, alcuni (carotene e simili carotinoidi) solubili nei solventi organici come le clorofille; altri solubili in acqua come gli antociani. Durante la vita delle piante questi colori si modificano ed è per questo che le foglie assumono quel tenue colore verde che annuncia l’arrivo della primavera, un più intenso colore verde d’estate e poi virano al rosso e al colore bruno a mano a mano che avanza l’autunno e ci si avvicina all’inverno. Oggi i chimici sanno tutto di questi mutamenti, ma ci sarebbero voluti molti decenni e vari altri premi Nobel per comprenderli meglio. Allo scoppio della “grande guerra”, come fu chiamata quella del 1914-1919, Willstätter tornò in Germania; non volle collaborare alla produzione di gas asfissianti, ma studiò delle speciali mascherine che avrebbero potuto difendere combattenti e civili in caso di attacco da parte di tali gas e continuò le sue ricerche di nuovo nell’Università di Monaco.

Profugo dal nazismo

Dopo la guerra qui ben presto incontrò di nuovo l’ostilità dell’ambiente accademico per la sua origine ebraica; per protesta nel 1925 si dimise da professore universitario pur continuando a guidare e seguire da casa le ricerche condotte dai suoi allievi nell’università, nella quale non mise più piede. Questo suo atteggiamento attrasse l’ostilità del governo nazista e Willstätter nel 1938 fu costretto a lasciare la Germania, abbandonando la sua biblioteca e i suoi beni; si trasferì in Svizzera, vicino Locarno, dove visse isolato dedicandosi a scrivere una autobiografia che, per quanto ne so, non è stata tradotta in italiano.
L’ecologia, l’agricoltura e la stessa disponibilità di alimenti nel mondo dipendono dalla fotosintesi e dalla clorofilla; non a caso tanti laboratori nel mondo si affannano, per ora senza successo, a cercare dei sistemi artificiali per riprodurre quella fotosintesi che la natura sa fare così bene, senza fatica e senza macchine, semplicemente esponendo le foglie verdi alla luce e all’energia irraggiati dal Sole, grazie alle molecole studiate da Willstätter un secolo fa.

Scrive per noi

GIORGIO NEBBIA
Giorgio Nebbia, scomparso all'età di 93 anni il 3 luglio 2019, è stato una delle principali figure del movimento ambientalista. Bolognese di nascita (nel 1926), è stato professore ordinario di Merceologia all’Università di Bari dal 1959 al 1995, poi professore emerito, insignito anche dottore honoris causa in Scienze economiche e sociali (Università del Molise) e in Economia e Commercio (Università di Bari; Università di Foggia). Le sue principali ricerche vertono sul ciclo delle merci, sull’energia solare, sulla dissalazione delle acque e sul problema dell’acqua. Per due legislature è stato parlamentare della Sinistra indipendente alla Camera (1983-1987) e al Senato (1987-1992). L'archivio Giorgio e Gabriella Nebbia è ospitato presso il centro di storia dell'ambiente della Fondazione Luigi Micheletti.

GIORGIO NEBBIA

Giorgio Nebbia, scomparso all'età di 93 anni il 3 luglio 2019, è stato una delle principali figure del movimento ambientalista. Bolognese di nascita (nel 1926), è stato professore ordinario di Merceologia all’Università di Bari dal 1959 al 1995, poi professore emerito, insignito anche dottore honoris causa in Scienze economiche e sociali (Università del Molise) e in Economia e Commercio (Università di Bari; Università di Foggia). Le sue principali ricerche vertono sul ciclo delle merci, sull’energia solare, sulla dissalazione delle acque e sul problema dell’acqua. Per due legislature è stato parlamentare della Sinistra indipendente alla Camera (1983-1987) e al Senato (1987-1992). L'archivio Giorgio e Gabriella Nebbia è ospitato presso il centro di storia dell'ambiente della Fondazione Luigi Micheletti.

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