科学大发现!没有它,花草一样可以茁壮成长

光合作用,是绿色植物包括藻类吸收光能,把二氧化碳和水转化为有机物并释放氧气的过程。这对大家来说应该都不陌生,在上学时期光合作用可是被生物老师划为考试的重中之重。长久以来,课本中对光合作用基本原理的解释是叶绿素—a吸收可见光,再将可将光转化为有机物,而由于叶绿素—a可以吸收大部分的红光,同时反射蓝色、绿色和紫色光线,再加上叶绿素—a存在于所有和绿色植物和藻类当中,因此红光能量一直被认为是光合作用的最低能量,这也就有了所谓的“红光限制”。然而,科学家们在近日发现了一种新型光合作用,这种光合作用打破了“红光限制”的局限,或将改写教科书。

科学大发现!没有它,花草一样可以茁壮成长

日前,英国帝国理工学院的研究人员在美国黄石公园和澳大利亚海滩岩石等阴暗环境中发现了一种蓝藻细菌,这种细菌在光合作用的过程中可以使用“近红外线”而不是一直以来被认为的“可见红光”。据研究人员表示,当这种蓝藻生长在近红外线的环境中时,它体内的叶绿素-a标准系统就会失效,而由叶绿素-f系统接管,利用能量很低的近红外光进行超越“红光极限”的光合作用。叶绿素-f能吸收波长大于760nm的光,是目前已知的能吸收最大波长的光的叶绿素,不过在此之前,科学家们一直认为叶绿素-f只具有捕获光的作用,所以并不认为是“红光限制”得到了延伸。本次研究证明了叶绿素-f在光合系统也可以进行化学反应,改变了科学家们一直以来对叶绿素-f和光合作用的理解。

科学大发现!没有它,花草一样可以茁壮成长

新型光合作用的发现,刷新了人们对光合作用工作方式的认识,拓宽了人们对生命的理解,或许在未来的生物课本中,光合作用将会被重新定义。而除了学术意义之外,本次研究还具有重要的应用价值。因为光合作用对农作物至关重要,因此该研究将有可能帮助科学家利用更广范围的光使农作物进行更加高效的光合作用。此外,还可以通过研究这些蓝藻如何保护自己免受光亮变化的伤害,发现对农作物进行改造的方法,提高农作物产量。

科学大发现!没有它,花草一样可以茁壮成长

链科技小编了解到,这次发现其实并不是第一次发现新型光合作用,在此之前,科学家们曾在一种名为Acaryochloris的蓝藻细菌中发现其可以利用体内的叶绿素-d进行超越红光限制的光合作用,并且就Acaryochloris的光合系统而言,叶绿素-d在光合作用中占据的地位远高于叶绿素-a的作用。不过在当时,这种现象被认为仅是在单一物种中存在,所以只被当成了一个特例而已,并未进行过多的研究。


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