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.

reklama
Související články
Po letech studia a spolupráce s egyptology složil Michael Zann, zakladatel českého hudebního projektu NEMUER, album s tematikou starověkého Egypta. Ve spolupráci s českou pop-surrealist malířkou Klárou Sedlo a profesionály z filmového průmyslu vycházejí z textů Knihy mrtvých a přenesou publikum na fantastickou cestu egyptským podsvětím. Kromě hry na historické nástroje představí NEMUER také průkopnický […]
O pavoučím hedvábí, což je proteinové vlákno z výměšků pavouků rodu Argiope a Nephila, se jako o materiálu budoucnosti hovoří již dlouho. Zhotovení textilie z něj je však extrémně nákladné a zdlouhavé. Vědci po celém světě se proto již nějakou dobu snaží přijít na to, jak učinit výrobu pavoučího hedvábí rentabilní. Čínští vědci na to […]
Bylo to právě (tepelně zpracované) maso, které nasměrovalo člověka na jinou vývojovou linii oproti jiných hominidům (lidoopům). Tisíce staletí zažitá tradice, že maso pochází výhradně ze zvířat, už ale neplatí. Je tu nový druh – maso laboratorní. Letošní rok mohou Američané označit za zlomový. Po Singapuru se totiž západní velmoc stala druhou na světě, která […]
Přesvědčivý důkaz o tom přinesl mezinárodní výzkumný tým, jehož součástí byl i astrofyzik Michal Zajaček z Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity. Výsledky studie, v níž vědci zpracovali data, získaná největšími radioteleskopy na světě, byly nedávno publikovány v prestižním odborném časopise The Astrophysical Journal. Tým pod vedením astronomky Silke Britzen z německého Institutu Maxe Plancka pro radioastronomii zkoumal tzv. blazary, aktivní jádra […]
Zní to jako neuvěřitelná zpráva, ale potvrzují ji poznatky geologů. Afriku, druhý největší kontinent, trhá na dva kusy obrovská trhlina, táhnoucí se od Rudého moře až po Mosambik v délce tisíců kilometrů. Rozdělí se tedy Afrika úplně, a pokud ano, kdy se to stane? Stejně jako u všech dalších podobných geologických procesů půjde i v […]
reklama
Nejčtenější články
za poslední
24 hodin    3 dny    týden
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
reklama
Copyright © RF-Hobby.cz