Регистрация пройдена успешно!
Пожалуйста, перейдите по ссылке из письма, отправленного на
Супертег Наука 2021январь
Наука

Физики раскрыли один из квантовых секретов фотосинтеза

© Иллюстрация РИА Новости . Алина ПолянинаТак художник представил себе то, как хлорофилл преобразует энергию света в свободные электроны
Так художник представил себе то, как хлорофилл преобразует энергию света в свободные электроны
Читать ria.ru в

МОСКВА, 9 сен – РИА Новости. Ученые из Швеции нашли очередное доказательство того, что процесс фотосинтеза в клетках растений и бактерий имеет квантовый характер, и выяснили, как энергия света путешествует по их фотосинтезирующим молекулам, говорится в статье, опубликованной в журнале Science Advances.

Растения и бактерии умеют превращать энергию света в питательные вещества при помощи так называемых фотосистем I и II. Первая система захватывает фотоны света и преобразует их в свободные электроны, а вторая расщепляет молекулы воды на кислород и водород и использует последний для сборки молекул питательных веществ. Работа и структура этих систем хорошо изучена, однако их взаимодействие и расположение внутри клетки оставались загадкой для ученых.

Лаборатория. Архив
Растения используют квантовые эффекты для усиления фотосинтезаФизики смогли впервые зафиксировать присутствие квантовых эффектов внутри компонентов системы фотосинтеза, создав особый микроскоп, позволявший им отслеживать изменения в их состоянии через фемтосекунду (10 в минус 16 степени секунды).

Первые наблюдения за их работой на уровне отдельных молекул и атомов показали, что ее "антенны" они поглощают энергию света и используют ее для производства молекул АТФ, клеточной энерговалюты, и свободных электронов, намного эффективнее, чем предсказывает классическая физика. Это заставило ученых задуматься о том, не используют ли растения и бактерии квантовые эффекты для повышения КПД фотосинтеза.

Дэвид Палечек (David Palecek) из университета Лунда (Швеция) и его коллеги нашли  очередное доказательство "квантовости" фотосинтеза, и выяснили, как энергия света передается в центральную часть фотосистемы, где производятся электроны, наблюдая за тем, как хлорофилл бактерий Rhodobacter sphaeroides реагирует на свет.

Как отмечают физики, раньше ученые считали, что энергия света передается вдоль нитей хлорофилла в виде своеобразных волн, чье движение было особым образом синхронизировано. Подобная идея противоречила наблюдениям за работой центральной части фотосистем, где такие волны не могут существовать долго.

Подсвечивая хлорофилл бактерий при помощи лазера, Палечек и его коллеги обнаружили, что на самом деле энергия света передается в центральную часть фотосистемы не в виде единой волны, а очень постепенным образом, двигаясь от одной молекулы к другой через их электроны.

Лабораторные исследования, архивное фото
Физики подтвердили квантовый характер фотосинтеза у растенийБританские ученые обнаружили очередное свидетельство того, что процесс фотосинтеза с точки зрения физики нельзя объяснить только лишь при помощи ее классических законов, что говорит о квантовом характере этого феномена.

Эти электроны, как показали наблюдения ученых, ведут себя и взаимодействуют между собой необычным образом, находясь в состоянии покоя, о чем раньше ученые не подозревали, считая следы этих взаимодействий признаками того, что энергия света путешествует через фотосистему в виде волны. Благодаря этим взаимодействиям энергия может передаваться между электронами невозможно быстро, и при этом ее потери будут минимальными.

Все это, как считают Палечек и его коллеги, указывает на то, что многие текущие представления о квантовом характере фотосинтеза могут быть в корне неверными, так как они основываются на неправильном представлении о том, как передается энергия внутри фотосистем. В ближайшее время шведские физики планируют проследить за работой и других компонентов фотосинтеза в надежде понять, так ли это или нет.

 
 
 
Лента новостей
0
Сначала новыеСначала старые
loader
Онлайн
Заголовок открываемого материала
Чтобы участвовать в дискуссии
авторизуйтесь или зарегистрируйтесь
loader
Чаты
Заголовок открываемого материала
Пригожин опроверг слухи о покупке казанского издания "Бизнес Online"Минздрав приостановил производство "ЭпиВакКороны", сообщили СМИИсточник сообщил о задержании подозреваемого в нападении на вдову ГрадскогоВ Казахстане, Киргизии и Узбекистане отключилось электричествоОплачивать тесты работников на COVID-19 должно государство, заявил ТитовВ Совфеде заявили о подготовке США к провокации конфликта в ДонбассеКиргизия начала восстанавливать подачу электричества после масштабного сбояТеатру Табакова грозит штраф до миллиона рублей за нарушение COVID-мерЛидеры стран НАТО обсудили ситуацию вокруг УкраиныВ ДНР заявили об одном нарушении перемирия украинскими силовиками за суткиУкраинский генерал предрек развал страны на удельные княжестваВ энергосистеме Центральной Азии произошел системный сбойВ Ташкенте приостановлена работа метроОколо 20 ракет "Союз" запустят в течение годаНазван неочевидный признак скорой смертиАэропорт Бишкека продолжает работу в штатном режимеВ Коми поступила первая партия вакцины "Спутник М"Артиста из оркестра Мариинки заподозрили в педофилии, сообщил источникЛНР заявила о бронетехнике украинских силовиков в городе Счастье в ДонбассеЗеленский проведет день рождения на работе