Forklaret: Hvordan planter spreder overskydende sollys som varme - Juli 2022

For første gang har forskere ved MIT, University of Pavia og University of Verona direkte observeret en af ​​de mulige mekanismer, hvorigennem planter spreder ekstra sollys.

Fotosyntese i planter, planters fotosyntese, ekstra lys varmeanlæg, ekspres forklaretTidligere forskning har vist, hvordan planter hurtigt tilpasser sig ændringer i sollysintensiteten. Selv under meget solrige forhold omdannes kun 30 procent tilgængeligt sollys til sukker, og resten frigives som varme. (Fil foto)

Fotosyntese er en livsopretholdende proces, hvorved planter lagrer solenergi som sukkermolekyler. Men hvis sollys er for meget, kan det føre til, at blade bliver dehydreret og beskadiget. For at forhindre sådanne skader spreder planterne ekstra lys som varme. Mens dette var kendt, har der været en debat i de sidste årtier om, hvordan planter faktisk gør det.


jaslene gonzalez nettoværdi

Nu for første gang har forskere ved MIT, University of Pavia og University of Verona direkte observeret en af ​​de mulige mekanismer, hvorigennem planter spreder ekstra sollys.



Udgivet tirsdag i Nature Communications, et peer-reviewed tidsskrift, har den nye forskning været i stand til at fastslå – ved at bruge en meget følsom type spektroskopi – at overskydende energi overføres fra pigmentet klorofyl, som giver bladene deres grønne farve, til andre pigmenter kaldet carotenoider. Carotenoiderne frigiver derefter energien som varme.



Under fotosyntesen spiller lys-høstende komplekser to tilsyneladende modstridende roller. De absorberer energi for at drive vandspaltning og fotosyntese, men på samme tid, når der er for meget energi, skal de også være i stand til at slippe af med det, sagde Gabriela Schlau-Cohen, Thomas D. og Virginia W. Cabot Karriereudvikling Adjunkt i kemi ved MIT.

Express Explained er nu på Telegram. Klikher for at deltage i vores kanal (@ieexplained)og hold dig opdateret med det seneste



Tidligere forskning har vist, hvordan planter hurtigt tilpasser sig ændringer i sollysintensiteten. Selv under meget solrige forhold omdannes kun 30 procent tilgængeligt sollys til sukker, og resten frigives som varme. Den overskydende energi, hvis den ikke frigives, fører til dannelsen af ​​frie radikaler, der kan beskadige proteiner og andre vigtige cellulære molekyler.

Hidtil har det været svært at observere varmeafledningsfænomenet, da det sker på en meget hurtig tidsskala, i femtosekunder eller kvadrilliontedele af et sekund. Energioverførslen finder også sted over en bred vifte af energiniveauer.


Denzel Washington biler

Så i 2017 udviklede MIT-forskere en modifikation til en femtosekund spektroskopisk teknik, som gjorde det muligt for dem at observere over et bredere spektrum af energiniveauer – der spænder fra rødt lys til blåt lys. Ved hjælp af den nye teknik kunne forskerne observere, at klorofyl absorberer rødt lys, og carotenoider absorberer blåt og grønt lys og dermed er i stand til at overvåge energioverførslen.



Schlau-Cohen forklarede: Ved at udvide den spektrale båndbredde kunne vi se på forbindelsen mellem det blå og det røde område, hvilket giver os mulighed for at kortlægge ændringerne i energiniveauet. Du kan se energi bevæge sig fra en ophidset tilstand til en anden.

Efter at carotenoiderne har accepteret overskydende energi, frigives det meste af det som varme, hvilket forhindrer beskadigelse af cellerne.