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 создали математическую модель, которая показала вероятную гибель древнего спутника Венеры из-за гравитационных сил. Теоретическое исследование предлагает один из сценариев развития Солнечной системы, чтобы понять причины кардинальных различий в эволюции Земли и ее соседки.
Американские исследователи описали случай использования почки генетически модифицированной свиньи в качестве временного органа: она позволила пациенту обходиться без диализа на протяжении 271 дня, что считается рекордом в ксенотрансплантации. Эксперимент показал возможности современной трансплантологии, а также новый способ, позволяющий пережить долгие месяцы ожидания.
Палеогенетики проанализировали ДНК и изотопный состав костей американского гепарда. Выяснилось, что вымерший хищник состоял в близком родстве с пумами, а особи из северных регионов питались в основном рыбой. Результаты анализа разрушили старый стереотип об этом животном как о родственнике африканского бегуна.
Группа российских исследователей, в которую вошли океанологи Санкт-Петербургского университета, выявила существование ранее неизвестных механизмов распространения «волн Россби». В ходе работы им удалось зафиксировать точки, где перенос энергии прекращается, а траектории движения воды претерпевают изменения. Дополнительно ученые обнаружили асимметрию в динамике волновых процессов, зарождающихся у западных и восточных прибрежных течений.
Американские арахнологи открыли в Скалистых горах на севере Айдахо новый вид паука из рода Hexura, представители которого прежде встречались лишь на северо-западе США и в Канаде. Обнаруженная группа живет примерно в 500 километрах восточнее известного науке ареала. Пауки Hexura тесно связаны с местом обитания и не расселяются на большие расстояния, поэтому ученым еще предстоит выяснить, как новый вид оказался так далеко от известных популяций.
Европейская колонизация резко изменила жизнь коренных народов Австралии и поставила под угрозу их связь с традиционными землями. Археологи изучили наскальное искусство на севере континента и выяснили, что после начала контактов художники стали чаще изображать гигантских мифических существ, включая почти семиметрового змея.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
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