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 Ученые использовали квантовые процессоры для расчета поведения атомов внутри жидкой соли, из которой образуется топливо для термоядерного синтеза. Модель с высокой точностью рассчитала химические связи внутри заряженной жидкости. Это поможет инженерам быстрее подобрать состав компонентов для будущих электростанций.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Ученые обнаружили в стволе головного мозга особую группу клеток — нейроны C1. Они отвечают за выработку адреналина и способны удерживать организм в состоянии тяжелого стресса на протяжении многих дней после пережитого потрясения. Эксперименты на мышах показали, что блокирование этих клеток практически «выключает» последствие психологических травм.
Ученые Сеченовского Университета выявили генетические особенности, связанные с развитием разных клинических форм ювенильной склеродермии — редкого аутоиммунного заболевания, которое приводит к поражению кожи, сосудов и соединительной ткани. Исследование показало, что полиморфизм ряда генов,участвующих в патогенезе склеродермии предрасполагает к развитию разных клинических форм болезни. В перспективе эти данные могут позволить точнее прогнозировать течение заболевания и подбирать терапию индивидуально.
Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
Перепад температуры способен породить спиновый ток — причем безо всякого электрического тока, проводов и контактов. Ученые из Международного центра теоретической физики им. А. А. Абрикосова МФТИ Евгений Седов и Алексей Кавокин теоретически показали, что газ экситонных поляритонов превращает тепловой градиент в целое семейство спиновых и поляризационных токов. Их работа описывает оптические аналоги хорошо известных термоэлектрических эффектов и формулирует правила, по которым с помощью тепла можно управлять поляризацией света.
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