>>>Работа! Продавайте контент на сайте Vinegret! Узнай как!<<< ||| >>>Хочешь иметь свою мобильную версию сайта в Play Market? Узнай как!<<<
Ученые случайно обнаружили, что фотосинтез работает не совсем так, как мы думали.

Ученые случайно обнаружили, что фотосинтез работает не совсем так, как мы думали.

2 мин


Учёные случайно обнаружили, что один из наиболее хорошо изученных химических процессов в природе, фотосинтез, может работать не совсем так, как мы думали.

Фотосинтез — это процесс, при котором растения, водоросли и некоторые бактерии превращают углекислый газ и воду в кислород и сахара, которые используют в качестве энергии. Для этого организмы задействуют солнечный свет, чтобы окислить, или извлечь электроны из воды; и снизить, или передать электроны молекулам углекислого газа. Эти химические реакции требуют фотосистем — белковых комплексов, содержащих хлорофилл, пигмент, поглощающий свет и придающий листьям растений и водорослям их зелёный цвет, — для переноса электронов между различными молекулами.

Ученые случайно обнаружили, что фотосинтез работает не совсем так, как мы думали.
Фотосинтез — один из важнейших химических процессов на Земле. Изображение: Unsplash/rage_devil_jameson

В новом исследовании, опубликованном 22 марта в журнале Nature, исследователи использовали новую технику, известную как спектроскопия сверхбыстрого нестационарного поглощения, для изучения того, как работает фотосинтез в масштабе одной квадриллионной секунды (0,000000000000001 секунды). Сначала команда пыталась выяснить, как хиноны — кольцеобразные молекулы, которые могут красть электроны во время химических процессов, — влияют на фотосинтез. Но вместо этого исследователи выявили, что электроны могут высвобождаться во время фотосинтеза из фотосистем гораздо раньше, чем учёные считали возможным ранее.

«Мы думали, что просто используем новую технику, чтобы подтвердить то, что мы уже знали, — заявила в своём заявлении соавтор исследования Дженни Чжан (Jenny Zhang), биохимик, специализирующийся на фотосинтезе из Кембриджского университета в Англии. — Вместо этого мы нашли совершенно новый путь и приоткрыли чёрный ящик фотосинтеза ещё немного сильнее.»

Ученые случайно обнаружили, что фотосинтез работает не совсем так, как мы думали.
Фотосинтезирующие водоросли под микроскопом. Их зелёный цвет является результатом наличия пигмента хлорофилла внутри фотосистем. Изображение: Shutterstock

В процессе фотосинтеза используются две фотосистемы: фотосистема I (PSI) и фотосистема II (PSII). PSII в первую очередь предоставляет электроны PSI, забирая их из молекул воды: затем PSI дополнительно возбуждает электроны, прежде чем их высвободить, чтобы в конечном итоге передать их углекислому газу для создания сахаров посредством ряда сложных этапов.

Прошлые исследования показали, что белковые каркасы в PSI и PSII были очень толстыми, что помогало удерживать электроны внутри них, прежде чем они попадут туда, где они нужны. Но новый метод сверхбыстрой спектроскопии продемонстрировал, что белковые каркасы оказались более «дырявыми», чем ожидалось, и что некоторые электроны могут вырываться из фотосистем почти сразу после поглощения света хлорофиллом внутри фотосистем. Таким образом, эти электроны могут достигать места назначения быстрее, чем ожидалось.

«Новый путь переноса электронов, который мы здесь обнаружили, совершенно удивителен, — сказала Чжан. — Мы знали о фотосинтезе не так много, как нам казалось.»

Утечка электронов наблюдалась как в изолированных фотосистемах, так и в «живых» фотосистемах внутри цианобактерий.

Это открытие не только переписывает то, что мы знаем о фотосинтезе, но и открывает новые возможности для будущих исследований и биотехнологических приложений. Команда считает, что путём «взлома» фотосинтеза для высвобождения большего количества этих электронов на более ранних стадиях процесс может стать намного более эффективным, что может помочь производить растения, более устойчивые к солнечному свету, или воспроизводить его искусственно для создания источников возобновляемой энергии, помогающих бороться с изменением климата, согласно заявлению. Однако для этого требуется провести намного больше исследований.

«Многие учёные пытались извлечь электроны из более раннего этапа фотосинтеза, но сказали, что это невозможно, потому что энергия слишком глубоко спрятана в белковом каркасе, — сказала Чжан. — Тот факт, что мы можем [потенциально] украсть их на более раннем этапе, ошеломляет.»

Правописание уведомления вебмастера


Понравилось? Поделитесь с друзьями!

Включить уведомления Да Спасибо, не надо