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
Historie Objevy 12.6.2025
Jak mohl skutečně vypadat svatý Václav? Na to se pokusil odpovědět mezinárodní tým vědců, který za pomoci nejmodernějších forenzních technik vytvořil digitální rekonstrukci podoby slavného českého knížete a světce. Využili k tomu lebku uloženou v rámci Svatovítského pokladu v Praze, přičemž výsledky svého výzkumu zveřejnili v odborném časopise Heritage. Na projektu se podíleli odborníci z […]
Medicína Objevy 9.6.2025
V srpnu loňského roku svět obletěla zpráva o úmrtí nejstarší ženy světa, Marie Branyas Morerové, která se dožila úctyhodných 117 let. Narodila se ještě před první světovou válkou, přežila španělskou chřipku i covid, a přesto ji ve vysokém věku trápily jen běžné problémy s klouby a ztráta sluchu. Na otázku, jaký je její recept na […]
Ve světě mikroorganismů platí tvrdá pravidla: přežít, množit se, přizpůsobit. A přesto, právě tam, kde bychom čekali jednoduchost a sobectví, nacházíme překvapivou složku spolupráce. Nejnověji se o to postaral objev tzv. multicelulárních magnetotaktických bakterií (MMB) – mikroskopických tvorů, kteří se dokážou orientovat podle magnetického pole Země a žít jen tehdy, jsou-li součástí kolonie. Když spolupráce […]
Objevy Vesmír 29.5.2025
Toyota se má stát první automobilkou na světě, která vyšle vozidlo do vesmíru, konkrétně na Měsíc. Prototyp přetlakového vozítka pojmenované Lunar Cruiser absolvoval před pár dny první zkušební jízdu v terénu. Inženýři se tak připravují na další fázi projektu, informoval server Toyota Times News. Inspirována americkým závazkem vrátit se na Měsíc, pracuje Toyota na návrhu měsíčního […]
Objevy Příroda 29.5.2025
Ač vědci zkoumají rostliny do detailů na úrovni molekul či z globálních perspektiv, jsou stále okamžiky jejich života, jež jsou prakticky neprobádané a dají se na nich udělat průlomové objevy.   Jedním z nich je uvolňování pylu prašníky a jeho přenos hmyzem mezi květy. Prchavý děj, k jehož studiu nám víc než moderní přístroje pomůže […]
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