Domů     Objevy
K nastartování fotosyntézy stačí jediný foton
Martin Janda 18.6.2023

Pokud bychom hledali nejdůležitější biochemický proces pro život na naší planetě, jednoznačně zvítězí fotosyntéza. Vědci nyní zjistili, že k jejímu spuštění stačí nejmenší možné množství světla, tedy pouhý jediný foton..

Americký tým výzkumníků v oblasti kvantové optiky a biologie prokázal, že osamělý foton může nastartovat fotosyntézu u bakterie Rhodobacter sphaeroides. Vzhledem k tomu, že všechny fotosyntetizující organismy mají společného předka a fungují u nich podobné procesy, tak se dá předpokládat, že stejně tak tomu bude i u rostlin a řas.

Tým tvrdí, že jejich výsledky posílí naše znalosti o fotosyntéze a povedou k lepšímu pochopení prolínání kvantové fyziky v celé řadě složitých biologických, chemických a fyzikálních systémů. „Na celém světě bylo odvedeno obrovské množství teoretické i experimentální práce ve snaze pochopit, co se děje po absorpci fotonu,“ říká biochemik z Kalifornské univerzity v Berkeley Graham Fleming, „Uvědomili jsme si však, že nikdo nemluví o prvním kroku. To byla stále otázka, kterou bylo třeba podrobně zodpovědět.“.

Chlorofyl v rostlinách, řasách a v sinicích přijímá fotony ze Slunce. Poté se elektron chlorofylu vybudí, přeskočí na jiné molekuly, začne vytvářet stavební kameny cukru a jako vedlejší produkt uvolňují kyslík.

Za jasného a slunečného dne se k molekule chlorofylu dostane každou sekundou asi tisíc fotonů, což není nijaké závratné číslo. Proto účinnost fotosyntézy při využívání slunečního světla k výrobě energeticky bohatých molekul vedla vědce k domněnce, že tuto reakci může spustit jediný foton.

Při experimentu byl vytvořen zdroj fotonů, který z jednoho fotonu o vyšší energii vytvořil pár fotonů. Během pulzu byl první foton, nazývaný zvěstovatel, pozorován vysoce citlivým detektorem a signalizoval příchod svého partnerského fotonu, který interagoval s molekulami LH2 u bakterie.

Tyto molekuly dokážou absorbovat fotony o určité vlnové délce. Když foton s vlnovou délkou 800 nanometrů zasáhl první kruh molekul v LH2, energie následně přešla do druhého kruhu, který vydal fluorescenční fotony s vlnovou délkou 850 nanometrů.

Nalezení fotonu s vlnovou délkou 850 nanometrů v laboratoři bylo jasným znamením, že proces fotosyntézy začal.

Díky důkladné analýze si jsou vědci jisti, že výsledky byly způsobeny pouze absorpcí jednoho fotonu a žádné jiné faktory nemohly mít vliv. „Myslím, že první věcí je, že tento experiment ukázal, že i jednotlivý foton může mít svůj účinek,“ říká chemická fyzička Birgitta Whaleyová z Berkeley.

Výzkum ukazuje, jak se jednotlivé fotony chovají během fotosyntézy, a také poskytuje důležité informace o tom, jak proces přeměny energie v přírodě funguje. Techniky umělé fotosyntézy mohou být jednoho dne klíčem k udržitelnému přežití nejen na Zemi, ale i ve vesmíru.

Související články
Medicína Objevy 3.9.2025
Často propíraným tématem poslední doby je léčba kmenovými buňkami. Jedná se o nediferencované buňky, které je možné získat třeba z tukové tkáně a které mají hojivé schopnosti, jichž lze za určitých okolností úspěšně využívat Jak velký potenciál mají, dokazují aktuální výsledky práce vědců z Masarykovy univerzity v Brně. Kmenové buňky se vyznačují takzvanou autokrinní funkcí, […]
Objevy Technika Vesmír 28.8.2025
NASA zveřejnila nejdetailnější snímky Marsu, jaké kdy oko lidského stroje spatřilo. Rover Perseverance, operující v kráteru Jezero, poslal na Zemi fotografie, které berou dech. Ukazují krajinu tak jasně, že se zdá, jako byste stáli přímo na rudém písku – jen s trochou štěstí a hodně drahou vesmírnou letenkou. Mars je starý známý soused, který nás […]
Objevy Technika 27.8.2025
Plasty jdou do žlutého kontejneru, papír zase do modrého. Třídění odpadu je považováno za základ zdárné recyklace. Nicméně ta se netýká jen plastových lahví nebo hromady starých novin. Některé její formy mohou zásadním způsobem ovlivnit další technologický vývoj – směrem k větší ekologičnosti a udržitelnosti Neodymové magnety. Díky nim lze přeměňovat pohyb na elektrickou energii, […]
Historie Objevy 26.8.2025
Do Prahy dorazily jedny z nejcennějších fosilií lidských dějin – slavná „pražena“ Lucy a „pradítě“ Selam. Vůbec poprvé se objevují v Evropě. Pouze 60 dní mají návštěvníci Národního muzea šanci podívat se tváří v tvář dvěma ikonám lidské evoluce, jejichž kosti vyprávějí příběh starý přes tři miliony let. Poprvé v historii jsou originální fosilie ikonických předků […]
Objevy Příroda 21.8.2025
Mykologové z Botanického ústavu AV ČR objevili a vědecky popsali dva nové rody mikroskopických hub, které žijí v prostředí s vysokým obsahem soli – v mořské trávě u Mauricia a ve slané půdě v západních Čechách. Objev ukazuje, že některé druhy hub doposud spojované jen s mořským prostředím, dokáží překvapivě žít i na suchozemských místech […]
reklama
Nejčtenější články
za poslední
24 hodin    3 dny    týden
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
reklama
Copyright © RF-Hobby.cz
Provozovatel: RF HOBBY, s. r. o., Bohdalecká 6/1420, 101 00 Praha 10, IČO: 26155672, tel.: 420 281 090 611, e-mail: sekretariat@rf-hobby.cz