Ученые предложили пересмотреть «школьное» определение фотосинтеза
Согласно учебникам по ботанике, фотосинтез — это процесс, при котором растения используют энергию света и создают органические вещества, выделяя при этом кислород и поглощая углекислый газ. Однако известен и так называемый аноксигенный фотосинтез, когда кислород не выделяется и углекислый газ не поглощается, а синтезируются лишь несущие энергию молекулы АТФ. Ранее считалось, что доля аноксигенного фотосинтеза в общем фотосинтезе высших растений невелика. В результате недавних исследований ученые выяснили, что на самом деле этот процесс в листьях даже может преобладать.
Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Plant Physiology and Biochemistry (France).
На листьях тропических растений часто можно встретить светло-зеленые полосы или пятна — это зоны, в которых мало (часто менее 15 процентов от нормы) хлорофилла — пигмента, отвечающего за фотосинтез. Фотосинтез — это процесс, который позволяет растениям, используя энергию света, синтезировать органические вещества и тем самым обеспечивать свое питание. Кроме того, именно в ходе фотосинтеза растения поглощают из воздуха углекислый газ и выделяют кислород.
Долгое время считалось, что, раз в обесцвеченных частях хлорофилла мало, фотосинтез в них должен идти намного хуже. Однако некоторые исследования показывают, что разницы практически нет, при этом оставалось не до конца понятным, чем это можно объяснить.
Ученые из Южного федерального университета (Ростов-на-Дону) и Российского научно-исследовательского института комплексного использования и охраны водных ресурсов (Ростов-на-Дону) исследовали, как протекает фотосинтез в зеленых и обесцвеченных частях листьев драцены душистой (Dracaena fragrans).
Этот вечнозеленый кустарник, внешне напоминающий пальму, часто выращивают в качестве комнатного растения. Авторы выбрали этот вид потому, что его листья в центре темно-зеленые, а по краям —светло-зеленые. Для эксперимента биологи отрезали кусочки листьев разной расцветки и измерили в них количество хлорофилла. Оказалось, что в светло-зеленых частях хлорофилла в 7,5 раз меньше, чем в темно-зеленых.
Затем исследователи оценили, насколько активно темно-зеленые и светло-зеленые кусочки листьев поглощают углекислый газ и выделяют кислород. Для этого образцы помещали в проточную камеру, через которую пропускали воздух, и на выходе измеряли концентрацию углекислого газа чувствительными к нему сенсорами. Выделение кислорода отслеживали с помощью нового метода фурье-фотоакустической спектроскопии, разработанного авторами ранее. Он позволяет регистрировать только кислород, выделяемый при фотосинтезе, независимо от поглощения этого газа при дыхании и фотодыхании.
Эксперименты показали, что темно-зеленые и светло-зеленые части листьев поглощают углекислый газ и выделяют кислород одинаково интенсивно. На основании этих экспериментов, а также исследований флуоресценции хлорофилла авторы предположили, что в темно-зеленых секторах большое количество пигмента оказывается «занято» так называемым аноксигенным фотосинтезом — процессом, в ходе которого не выделяется кислород и не улавливается углекислый газ.
Химические реакции аноксигенного фотосинтеза позволяют на свету только лишь запасать дополнительную энергию в виде химических связей молекулы АТФ — универсального источника энергии в клетке. Поэтому светло-зеленые части листа, хоть и теряют большую часть пигмента, сохраняют при этом высокий (сопоставимый с нормальными листьями) уровень обычного (оксигенного) фотосинтеза, но аноксигенный фотосинтез у них снижен.
«Ранее ученые задумывались о том, зачем тропическим растениям светло-зеленые полосы и пятна на листьях. Наши наблюдения заставляют поставить вопрос по-другому: зачем нужен избыток пигмента в темно-зеленых областях, если и в светлых частях листа «обычный» фотосинтез идет с высокой эффективностью? Кроме того, полученные результаты дают основания пересмотреть школьные учебники в части определения фотосинтеза», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Владимир Лысенко, доцент кафедры ботаники ЮФУ, заведующий лабораторией экологии и физиологии растений ЮФУ.
Telegram 
Дзен 
VK Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Физтехи предложили аналитический способ описания передачи энергии от ультракороткого лазерного импульса к квантовому осциллятору, находящемуся в тепловом равновесии. Эта модель показывает, как сверхкороткие вспышки света возбуждают микроскопические системы — молекулы, кристаллы, плазмоны, фотоны и электронные центры в веществе. Это важно для разработки методов сверхбыстрого управления веществом, генерации терагерцового излучения и подбора оптимальных параметров лазерных импульсов для возбуждения заданных состояний материала.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно