Учёные выяснили, что фотосинтез может работать не совсем так, как мы думали. Об этом информирует журнал Live Science.
Фотосинтез – процесс преобразования солнечного света и углекислого газа в питание и кислород. Растения, водоросли и некоторые бактерии используют солнечный свет для окисления или получения электронов из воды, а также восстанавливают или отдают электроны молекулам углекислого газа. Для переноса электронов между разными молекулами эти химические реакции нуждаются в фотосистемах — белковых комплексах, которые содержат хлорофилл.
Учёные использовали спектроскопию сверхбыстрого переходного поглощения, для изучения того, как фотосинтез работает в масштабе одной квадриллионной секунды (0.000000000000001 секунда). Выяснилось же, что электроны могут высвобождаться из фотосистем гораздо раньше во время фотосинтеза, чем ранее считалось возможным.
Во время фотосинтеза используются: фотосистема I (PSI) и фотосистема II (PSII). PSII обеспечивают PSI электронами, забирая их у молекул воды. А PSI затем дополнительно возбуждает электроны, прежде чем высвобождать их, чтобы в итоге передать углекислому газу для создания сахаров, при помощи серии сложных этапов.
Согласно прежним работам, белковые каркасы в PSI и PSII были очень толстыми. Это помогало удерживать электроны внутри них, прежде чем они попадали туда, где они были нужны. Новый метод сверхбыстрой спектроскопии показал, что белковые каркасы оказались более «дырявыми», и что некоторые электроны могли вырваться из фотосистем практически сразу после поглощения света хлорофиллом в фотосистемах. Следовательно, эти электроны могут достичь места назначения быстрее, чем ожидалось.
Открытие предоставляет новые возможности для будущих исследований и применения биотехнологий. Учёные считают, что путём «взлома» фотосинтеза для высвобождения большего числа этих электронов на более ранних стадиях процесс может стать более эффективным. Это может помочь производить растения, более устойчивые к солнечному свету, или быть воспроизведено искусственно для создания возобновляемых источников энергии, чтобы помочь бороться с изменением климата. Однако, прежде чем это может произойти, нужны дополнительные исследования.
