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
Psal se rok 1965 a lidstvo poprvé pohlédlo na tvář cizí planety. Sonda Mariner 4 poslala na Zemi historicky první snímek Marsu zblízka. Co tehdy vědci viděli? A proč to bylo překvapivé i trochu zklamání? Představte si to: červenec 1965, Amerika je ponořená do závodů o vesmír. Po sérii neúspěchů se americká NASA odhodlala poslat […]
Usnout včas, spát celou noc, probudit se svěží – pro mnohé sen. Doslova. Ve světě, kde se večerní ticho mění v modré světlo displejů a hlava neumí přestat přemýšlet ani v jednu ráno, se kvalitní spánek stává luxusem. Jenže spánek není jen odpočinek. Je to chvíle, kdy se tělo opravuje, mozek uklízí, srdce zklidňuje, imunita […]
Objevy Příroda 9.7.2025
Křehké, chutné, plné vitamínů a antioxidantů – klíčky si v posledních letech našly pevné místo ve zdravé kuchyni. Nový český výzkum nyní přináší převratnou inovaci v jejich pěstování. Vědecký tým z CARC vedený Ing. Eliškou Kováříkovou, Ph.D. objevil způsob, jak klíčení spojit s fermentací pomocí mléčných bakterií. Výsledkem jsou klíčky s delší trvanlivostí, ochranou proti kontaminaci a zároveň […]
Objevy Příroda 7.7.2025
Rostliny jsou víc než jen zelený porost naší krajiny. Hrají zásadní roli v koloběhu uhlíku, a tím i v ochraně klimatu. Nová studie vedená vědci z Biologického centra AV ČR ukazuje, že druhová pestrost rostlin může významně ovlivnit, kolik uhlíku se ukládá do půdy.   Klíčem je ale správné místo a správné podmínky – jinak […]
Žádná novinka to vlastně není, určité druhy hmyzu se k léčení používaly už ve starověku a tato zkušenost se leckde uchovala dodnes v lidové tradici. Jenže medicína si musela pár století počkat na vývoj metod schopných potvrdit nebo vyvrátit tradované účinky. Výsledky jsou zajímavé…   Stalo se za I. světové války: S americkými jednotkami se v roce 1917 […]
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