Пояснення: як рослини розсіюють надлишок сонячного світла у вигляді тепла
Вперше дослідники Массачусетського технологічного інституту, Університету Павії та Університету Верони безпосередньо спостерігали за одним із можливих механізмів, за допомогою яких рослини розсіюють додаткове сонячне світло.
Попередні дослідження показали, як рослини швидко адаптуються до змін інтенсивності сонячного світла. Навіть у дуже сонячних умовах лише 30 відсотків доступного сонячного світла перетворюється на цукор, а решта виділяється у вигляді тепла. (Фото файлу) Фотосинтез - це процес підтримки життя, за допомогою якого рослини зберігають сонячну енергію у вигляді молекул цукру. Однак надлишок сонячного світла може призвести до зневоднення і пошкодження листя. Щоб запобігти такому пошкодженню, рослини розсіюють додаткове світло у вигляді тепла. Хоча це було відомо, протягом останніх кількох десятиліть точилися дебати про те, як рослини насправді це роблять.
Вперше дослідники Массачусетського технологічного інституту, Університету Павії та Університету Верони безпосередньо спостерігали за одним із можливих механізмів, за допомогою яких рослини розсіюють додаткове сонячне світло.
Опубліковане у вівторок в журналі Nature Communications, рецензованому журналі, нове дослідження змогло визначити – за допомогою високочутливого типу спектроскопії – що надлишок енергії передається від пігменту хлорофілу, який надає листям зелений колір, іншим. пігменти, які називаються каротиноїдами. Потім каротиноїди виділяють енергію у вигляді тепла.
Під час фотосинтезу світлозбиральні комплекси відіграють дві, здавалося б, суперечливі ролі. Вони поглинають енергію, щоб стимулювати розщеплення води та фотосинтез, але в той же час, коли енергії занадто багато, вони також повинні бути в змозі позбутися від неї, сказала Габріела Шлау-Коен, Томас Д. і Вірджинія В. Кабот Розвиток кар'єри асистент професора хімії в Массачусетському технологічному інституті.
Express Explained тепер у Telegram. Натисніть тут, щоб приєднатися до нашого каналу (@ieexplained) і будьте в курсі останніх новин
Попередні дослідження показали, як рослини швидко адаптуються до змін інтенсивності сонячного світла. Навіть у дуже сонячних умовах лише 30 відсотків доступного сонячного світла перетворюється на цукор, а решта виділяється у вигляді тепла. Надлишок енергії, якщо не вивільняється, призводить до створення вільних радикалів, які можуть пошкодити білки та інші важливі клітинні молекули.
До цих пір було важко спостерігати явище розсіювання тепла, враховуючи, що воно відбувається в дуже швидкому масштабі часу, у фемтосекундах або квадрильйонних частках секунди. Крім того, передача енергії відбувається в широкому діапазоні енергетичних рівнів.
Потім у 2017 році дослідники MIT розробили модифікацію фемтосекундної спектроскопічної техніки, яка дозволила їм спостерігати за більш широким діапазоном енергетичних рівнів – від червоного світла до синього світла. Використовуючи нову техніку, дослідники могли помітити, що хлорофіли поглинають червоне світло, а каротиноїди поглинають синє і зелене світло, таким чином можна контролювати передачу енергії.
Шлау-Коен пояснив: «Розширюючи смугу пропускання спектру, ми можемо поглянути на зв’язок між синім і червоним діапазонами, що дозволяє нам відображати зміни рівня енергії. Ви можете побачити, як енергія переходить з одного збудженого стану в інший.
Після того, як каротиноїди приймають надлишок енергії, більша частина її виділяється у вигляді тепла, таким чином запобігаючи пошкодженню клітин.
Поділіться Зі Своїми Друзями:
