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
Mycí houba na okraji vany a animovaná postavička Sponge Bob: Asi to si nejspíš představíte při otázce, jak se dají využít mořské houby. Jenže to byste je velice podcenili. Jsou totiž obrovskou a zatím jen z nepatrné části prozkoumanou inspirací pro vývoj nových léků. Nejde o žádnou novinku, už někdy v polovině minulého století se začalo […]
Objevy Příroda 13.2.2025
Zvířata si samozřejmě pamatují informace důležité pro přežití, především kde najít potravu. Některé druhy si však v dlouhodobé paměti uchovávají i své zvířecí a lidské známé, a to klidně desítky let po odloučení. Skupina slonů se blíží k muži stojícímu v mělké vodě. Obklopí ho a opatrně se ho dotýkají svými choboty. Na dojemném virálním videu z roku 2021 […]
Objevy Příroda 10.2.2025
Vlastně je to pochopitelné: Tmavé barvy pohlcují příliš mnoho tepla ze slunečního záření, což v případě srsti nebo peří může rychle vést k přehřátí těla. Na změnu klimatu tak někteří živočichové reagují tím, že raději nechají své syté barvy vyblednout. Jenže pak je možné, že nebudou mít potomstvo. Zvířata mají jen omezené možnosti, jak se vyrovnávat se […]
Český vědecký tým dosáhl mimořádného úspěchu v oblasti geologického výzkumu. V jižní Albánii, v oblasti Vromoner, Expedice Neuron Atmos odhalila největší podzemní termální jezero na světě. Nadace Neuron finančně podpořila tuto expedici a umožnila tak pořízení klíčového vybavení, které vedlo k potvrzení tohoto světově významného objevu. Už v roce 2021 čeští vědci narazili na rozsáhlý […]
Mezinárodní výzkumný tým vedený vědci Botanického ústavu AV ČR zveřejnil výsledky studia diverzity lišejníků, které kombinovalo analýzu environmentální DNA (eDNA) s tradičními taxonomickými průzkumy. Díky této inovativní metodě se významně zlepšilo poznání českých lišejníků. Bylo nalezeno 43 druhů nových pro Českou republiku, 12 zcela nových pro vědu a objeveny 2 nové rody. Kombinace metod odhalila, […]
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