Analisi di pigmenti fotosintetici misurati in diverse specie di muschi esposti a diverse condizioni di luce

Photosynthesis is the process that allows plants, algae, and certain bacteria to convert solar energy into chemical energy, making them the primary producers of many ecosystems, thanks to the synthesis of organic compounds essential for sustaining life on Earth. Among these are mosses, photosynthetic organisms that inhabit a wide range of environments, from humid understories to exposed rocks, and are thus characterized by different light conditions. When the light intensity to which they are exposed becomes excessive, like all other photosynthetic organisms, mosses activate various photoprotection mechanisms to prevent damage to their photosynthetic apparatus. These mechanisms include changes in the composition and amount of photosynthetic pigments, activation of thermal energy dissipation processes (Non-Photochemical Quenching), and other regulatory systems. Chlorophylls are the main photosynthetic pigments responsible for photon absorption; they transfer energy to the reaction centers where the conversion of light energy into chemical energy takes place, exciting chlorophyll a molecules. Carotenoids, on the other hand, mainly serve a protective function by dissipating excess energy and preventing the formation of reactive oxygen species (ROS). In this thesis, the pigment contents of 4 moss species, including 10 ecotypes from locations characterized by different environmental conditions, are analyzed. The results show how pigment content varies depending on two light conditions and among different accessions, with an increase in concentrations of chlorophyll b and carotenoids in some specimens exposed to high light intensity. This work aims to expand the knowledge of the behaviors and various adaptations that mosses adopt under stress conditions caused by excessively high light intensity.

La fotosintesi è quel processo che permette a piante, alghe e alcuni batteri di convertire energia solare in energia chimica, rendendoli i produttori primari di molti ecosistemi, grazie alla sintesi di composti organici essenziali per sostenere la vita sulla Terra. Tra questi troviamo i muschi, organismi fotosintetici che abitano una vasta gamma di ambienti, dai sottoboschi umidi alle rocce esposte, caratterizzati di conseguenza da diverse condizioni di luce. Quando l’intensità luminosa a cui vengono esposti diventa eccessiva, come tutti gli altri organismi fotosintetici, anche i muschi attivano diversi meccanismi di fotoprotezione per evitare il danneggiamento dei loro apparati fotosintetici. Tra questi troviamo modificazioni nella composizione e nella quantità dei pigmenti fotosintetici, l'attivazione di processi di dissipazione termica dell'energia in eccesso (Non-Photochemical Quenching) ed altri sistemi di regolazione. Le clorofille sono i principali pigmenti fotosintetici responsabili dell'assorbimento dei fotoni, trasferiscono l'energia ai centri di reazione dove avviene la conversione dell’energia luminosa in chimica, eccitando le molecole di clorofilla a. I carotenoidi svolgono invece una funzione soprattutto protettiva dissipando l'energia in eccesso e prevenendo la formazione di specie reattive dell'ossigeno (ROS). In questa tesi vengono analizzati i contenuti di pigmenti di 4 specie di muschi, comprendenti 10 ecotipi provenienti da luoghi caratterizzati da diverse condizioni ambientali. I risultati mostrano come il contenuto di pigmenti varia in funzione delle due condizioni di luce e tra le diverse accessioni, con un aumento delle concentrazioni in alcuni esemplari esposti a luminosità intensa di clorofilla b e carotenoidi. Con questo lavoro si mira ad ampliare la conoscenza dei comportamenti e dei diversi adattamenti che i muschi adottano in condizioni di stress dovuti ad intensità luminose troppo elevate.