Открыт новый тип фотосинтеза, и это меняет представление о фундаментальном механизме преобразования энергии света в энергию химических связей - Гранит науки - 2018-06-19

Статья об открытии, требующем пересмотра школьных учебников, опубликована в Science. Ее авторы – международная группа ученых под эгидой Имперского колледжа Лондона (Imperial College London), поддержанная британским Исследовательским советом по биотехнологии и биологическим наукам (BBSRC). Фотосинтез – процесс, обеспечивающий существование сложных форм жизни на Земле, и весь кислород на Земле получается в результате фотосинтеза. При фотосинтезе растения, бактерии и водоросли улавливают солнечный свет и превращают его в химическую энергию. Большинство живых форм используют для фотосинтеза красную часть спектра видимого света. Но сейчас открыт другой тип фотосинтеза, также существующий на Земле. В нем участвует ближняя часть инфракрасного диапазона, невидимая человеческим глазом. Новый тип обнаружен у многих цианобактерий – сине-зеленых водорослей, обитающих в темных условиях бактериальных матов Йеллоустонского заповедника или прибрежных скал Австралии. Альтернативный фотосинтез выявлен и в оснащенном инфракрасными светодиодами лабораторном шкафу лондонского Имперского колледжа. Стандартный фотосинтез зависит от зеленого пигмента растений, водорослей и цианобактерий. Главный пигмент такого фотосинтеза – хлорофилл-а – поглощает энергию солнечного света, которая используется для выработки биохимических соединений и кислорода, и это энергия красной части диапазона видимого излучения. Однако до глубоководных организмов полный спектр не доходит. В ближнем инфракрасном свете стандартная фотосинтетическая система с хлорофиллом-а не работает, и ей на смену приходит другая система с другим хлорофиллом, который называется хлорофилл – f.

Хлорофилл-f открыт недавно у цианобактерий, живущих во влажной среде, где есть ближний инфракрасный свет. Структура этого типа хлорофилла выяснена, но непонятно как он функционирует. До сих пор предполагали, что хлорофилл-f только накапливает свет, но сейчас ученые установили, что он играет ключевую роль в фотосинтезе, протекающем в темноте, поскольку использует инфракрасное излучение низкой энергии. Это фотосинтез за так называемой красной границей спектра. «Новая форма фотосинтеза заставила нас пересмотреть пределы возможного, а также изменила представления о ключевых элементах стандартного фотосинтеза, и это то, что внесет изменения в учебники», сказал в комментарии научно-популярному изданию i4u news руководитель исследования Билл Резефорд (Bill Rutherford) из Имперского колледжа Лондона. Новости мировой науки вы найдете также на странице нашей программы в газете научного сообщества «Поиск».