Բացատրություն. Ինչպես են բույսերը ցրում արևի ավելորդ լույսը որպես ջերմություն
Առաջին անգամ MIT-ի, Պավիայի համալսարանի և Վերոնայի համալսարանի հետազոտողները ուղղակիորեն դիտարկել են հնարավոր մեխանիզմներից մեկը, որի միջոցով բույսերը ցրում են լրացուցիչ արևի լույսը:
Նախորդ հետազոտությունները ցույց են տվել, թե ինչպես են բույսերը արագ հարմարվում արևի լույսի ինտենսիվության փոփոխություններին: Նույնիսկ շատ արևոտ պայմաններում արևի լույսի միայն 30 տոկոսն է վերածվում շաքարի, իսկ մնացածը՝ ջերմության տեսքով: (Ֆայլի լուսանկար) Ֆոտոսինթեզը կյանքի պահպանման գործընթաց է, որի միջոցով բույսերը պահպանում են արևային էներգիան որպես շաքարի մոլեկուլներ: Այնուամենայնիվ, եթե արևի լույսն ավելորդ է, դա կարող է հանգեցնել տերևների ջրազրկմանը և վնասմանը: Նման վնասը կանխելու համար բույսերը ցրում են լրացուցիչ լույսը որպես ջերմություն: Թեև դա հայտնի էր, վերջին մի քանի տասնամյակների ընթացքում բանավեճ է եղել այն մասին, թե իրականում ինչպես են դա անում բույսերը:
Այժմ առաջին անգամ MIT-ի, Պավիայի համալսարանի և Վերոնայի համալսարանի հետազոտողները ուղղակիորեն դիտարկել են հնարավոր մեխանիզմներից մեկը, որի միջոցով բույսերը ցրում են լրացուցիչ արևի լույսը:
Երեքշաբթի օրը հրապարակված Nature Communications ամսագրում, նոր հետազոտությունը կարողացել է պարզել, օգտագործելով սպեկտրոսկոպիայի խիստ զգայուն տեսակը, որ ավելորդ էներգիան փոխանցվում է պիգմենտային քլորոֆիլից, որը տալիս է տերևներին իրենց կանաչ գույնը, մյուսներին: գունանյութեր, որոնք կոչվում են կարոտինոիդներ: Այնուհետև կարոտինոիդները էներգիան արտազատում են ջերմության տեսքով:
Ֆոտոսինթեզի ընթացքում լույս հավաքող կոմպլեքսները խաղում են երկու թվացող հակասական դերեր։ Նրանք էներգիա են կլանում ջրի պառակտումը և ֆոտոսինթեզը խթանելու համար, բայց միևնույն ժամանակ, երբ էներգիան չափազանց շատ է, նրանք պետք է կարողանան ազատվել դրանից», - ասում է Գաբրիելա Շլաու-Կոհենը, Թոմաս Դ. և Վիրջինիա Վ. Կաբոտը: MIT-ի քիմիայի ասիստենտ կարիերայի զարգացման ասիստենտ:
Express Explained-ն այժմ Telegram-ում է: Սեղմել այստեղ՝ մեր ալիքին միանալու համար (@ieexplained) և մնացեք թարմացված վերջին
Նախորդ հետազոտությունները ցույց են տվել, թե ինչպես են բույսերը արագ հարմարվում արևի լույսի ինտենսիվության փոփոխություններին: Նույնիսկ շատ արևոտ պայմաններում արևի լույսի միայն 30 տոկոսն է վերածվում շաքարի, իսկ մնացածը՝ ջերմության տեսքով: Ավելորդ էներգիան, եթե չարձակվի, հանգեցնում է ազատ ռադիկալների ստեղծմանը, որոնք կարող են վնասել սպիտակուցներին և այլ կարևոր բջջային մոլեկուլներին:
Մինչ այժմ դժվար էր դիտարկել ջերմության ցրման երևույթը, հաշվի առնելով, որ այն տեղի է ունենում շատ արագ ժամանակային մասշտաբով, ֆեմտովայրկյաններով կամ վայրկյանի կվադրիլիոներորդներով: Նաև էներգիայի փոխանցումը տեղի է ունենում էներգիայի մակարդակների լայն շրջանակում:
Այնուհետև 2017-ին MIT-ի հետազոտողները մշակեցին ֆեմտովայրկյանական սպեկտրոսկոպիկ տեխնիկայի փոփոխություն, որը թույլ տվեց նրանց դիտարկել էներգիայի մակարդակների ավելի լայն շրջանակ՝ կարմիր լույսից մինչև կապույտ լույս: Օգտագործելով նոր տեխնիկան՝ հետազոտողները կարողացել են նկատել, որ քլորոֆիլները կլանում են կարմիր լույսը, իսկ կարոտինոիդները՝ կապույտ և կանաչ լույսը՝ այդպիսով կարողանալով վերահսկել էներգիայի փոխանցումը:
Շլաու-Կոհենը բացատրեց. «Ընդլայնելով սպեկտրային թողունակությունը՝ մենք կարող էինք դիտել կապը կապույտ և կարմիր միջակայքերի միջև՝ թույլ տալով մեզ քարտեզագրել էներգիայի մակարդակի փոփոխությունները: Դուք կարող եք տեսնել էներգիա, որը շարժվում է մի հուզված վիճակից մյուսը:
Այն բանից հետո, երբ կարոտինոիդներն ընդունում են ավելորդ էներգիան, դրա մեծ մասն արտազատվում է ջերմության տեսքով՝ այդպիսով կանխելով բջիջների վնասումը:
Կիսվեք Ձեր Ընկերների Հետ:
