Ser ut som vi ska ha för att komma till rätta med en ny visa om de grundläggande mekanism för fotosyntesen och att skriva läroböcker i biologi. Också, vi kan behöva se över strategier för att söka efter utomjordiskt liv och skapa mer effektiva grödor. Det faktum att forskare har upptäckt en ny typ av fotosyntes. Arbete om detta ämne publicerades i Vetenskap på fredag, 15 juni. Den stora majoriteten av livet på Jorden använder synligt rött ljus i fotosyntes, men den nya typen använder en nära infrarött ljus. De hittade ett brett utbud av cyanobakterier (blå-gröna alger), som växer i nära-infrarött ljus, i skuggiga förhållanden, den bakteriella mats i Yellowstone och på sten stränder i Australien.
Som har hittats av forskare vid Imperial College i London, detta händer också i garderoben med ir-Led.
Fotosyntesen bortom den röda gräns
Som vanligt, nästan universellt typ av fotosyntesen med hjälp av den gröna pigmentet klorofyll a, för att samla in ljus, och att använda sin energi för produktion av användbara biokemiska föreningar och syre. Klorofyll a absorberar ljus på ett sådant sätt att endast den energi som för rött ljus kan användas för fotosyntesen.
Eftersom klorofyll a är närvarande i alla växter, alger och cyanobakterier, som vi vet ansågs att energin av rött ljus anger “röd gräns” för fotosyntesen, i förhållande till den minsta mängd energi som krävs för att utföra komplicerade kemi som producerar syre. Den röda limit används i astrobiologi — enligt det, forskare uppskattar, kan komplexa liv att utvecklas på planeter i andra solsystem.
Men när några av cyanobakterier odlades under nära infrarött ljus, standard system, som innehåller klorofyll a, avstängd och ges utrymme för att använda andra system som innehåller en annan typ av klorofyll — klorofyll f.
Till denna dag, det var trodde att klorofyll f samlar bara in ljus. En ny studie visade att i skuggad fotosyntesen ingår klorofyll f med låg energi infrarött ljus till komplexa kemiska reaktioner. Fotosyntesen är “beyond the red gräns.”
Kolonin Chroococcidiopsis-liknande celler. Fotosyntesen i klorofyll finns i lila områden på klorofyll f i gult.
Huvudförfattare Professor bill Rutherford från fakulteten för livsvetenskaper vid Imperial College säger: “den Nya formen av fotosyntesen har tvingat oss att omvärdera vad vi trodde var standard. Vi gick även igenom viktiga händelser i hjärtat av normal fotosyntes. Kommer att skriva om läroböcker.”
Förhindra lätta skador
Den cyanobacterium Acaryochloris har länge varit känt som utför fotosyntes bortom den röda gräns. Men eftersom det bara händer i en art med mycket specifika livsmiljö, det ansågs som ett undantag. Acaryochloris liv under den gröna marina sjöpungar och får nästan inget ljus.
Fotosyntesen bygger på klorofyll f, som redovisades förra veckan, är en utbredd tredje typ av fotosyntes. Det är dock bara i speciella skuggig miljö rik på infrarött ljus i normala ljusförhållanden, använd den vanliga röda form av fotosyntes.
Man trodde att lätta skador kommer att vara mer allvarligt än den röda gräns, men en ny studie har visat att detta inte är ett problem för en stabil skuggad.
Andrea Fantuzzi, en av författarna, anser att “upptäckten av en typ av fotosyntes som arbetar utanför den röda gräns, förändrar vår förståelse av de krav på energiprestanda för fotosyntesen. Belyser användningen av ljus energi-och mekanismer för att skydda systemet mot bakgrund av skador”.
Dessa resultat kommer att vara till nytta för forskare som försöker skapa ett bio-modifierade grödor som kan möjliggöra en effektivare fotosyntes, med hjälp av ett bredare spektrum av våglängder av ljus. Lär dig hur dessa cyanobakterier skydda sig från skador orsakade av förändringar i ljusstyrkan, vi kommer att kunna genomföra dessa mekanismer i konventionella jordbruket växter.
Dr Dennis Nürnberg, författare och initiativtagare till studien, sade: “jag trodde inte att mitt intresse för cyanobakterier och deras olika sätt att leva kommer att leda till betydande förändringar i vår förståelse av fotosyntesen. Det är fantastiskt hur mycket ens bara i naturen som väntar på upptäckt.”
En ny bild av fotosyntes
Ilya Hel