El descubrimiento cambia nuestra comprensión del mecanismo básico de la fotosíntesis y debería reescribir los libros de texto.
También adaptará la forma en que buscamos vida extraterrestre y proporcionará información sobre cómo podríamos diseñar cultivos más eficientes que aprovechen las longitudes de onda más largas de la luz.
El descubrimiento, publicado hoy en ciencia , fue dirigido por el Imperial College de Londres, con el apoyo del BBSRC, e involucró a grupos de la ANU en Canberra, el CNRS en París y Saclay y el CNR en Milán.
La gran mayoría de la vida en la Tierra usa luz roja visible en el proceso de fotosíntesis, pero el nuevo tipo usa luz infrarroja cercana. Se detectó en una amplia gama de cianobacterias algas azul-verdes cuando crecen cerca-luz infrarroja, que se encuentra en condiciones de sombra como tapetes bacterianos en Yellowstone y en rocas de playa en Australia.
Como los científicos han descubierto ahora, también ocurre en un armario equipado con LED infrarrojos en el Imperial College de Londres.
Fotosíntesis más allá del límite rojo
El tipo de fotosíntesis casi universal estándar utiliza el pigmento verde, clorofila-a, tanto para recolectar luz como para usar su energía para producir bioquímicos y oxígeno útiles. La forma en que la clorofila-a absorbe la luz significa que solo la energía de la luz roja puedeser utilizado para la fotosíntesis
Dado que la clorofila-a está presente en todas las plantas, algas y cianobacterias que conocemos, se consideró que la energía de la luz roja establece el 'límite rojo' para la fotosíntesis; es decir, la cantidad mínima de energía necesaria para realizarquímica exigente que produce oxígeno. El límite rojo se usa en astrobiología para juzgar si la vida compleja podría haber evolucionado en planetas de otros sistemas solares.
Sin embargo, cuando algunas cianobacterias crecen bajo luz infrarroja cercana, los sistemas estándar que contienen clorofila-a se apagan y los diferentes sistemas que contienen un tipo diferente de clorofila, clorofila-f, se hacen cargo.
Hasta ahora, se pensaba que la clorofila-f solo cosechaba la luz. La nueva investigación muestra que, en cambio, la clorofila-f juega el papel clave en la fotosíntesis en condiciones de sombra, utilizando luz infrarroja de baja energía para hacer la química compleja.fotosíntesis 'más allá del límite rojo'.
El investigador principal, el profesor Bill Rutherford, del Departamento de Ciencias de la Vida de Imperial, dijo: "La nueva forma de fotosíntesis nos hizo repensar lo que pensábamos que era posible. También cambia la forma en que entendemos los eventos clave en el corazón de la fotosíntesis estándar.Este es un libro de texto que cambia cosas ".
Prevención de daños por la luz
Otra cianobacteria Acaryochloris , ya se sabe que hace la fotosíntesis más allá del límite rojo. Sin embargo, debido a que ocurre solo en esta especie, con un hábitat muy específico, se la ha considerado una 'única'. Acaryochloris vive debajo de un chorro de mar verde que sombrea la mayor parte de la luz visible dejando solo el infrarrojo cercano.
La fotosíntesis basada en clorofila-f reportada hoy representa un tercer tipo de fotosíntesis que está muy extendida. Sin embargo, solo se usa en condiciones especiales de sombra rica en infrarrojos; en condiciones normales de luz, se usa la forma roja estándar de fotosíntesis.
Se pensó que el daño leve sería más severo más allá del límite rojo, pero el nuevo estudio muestra que no es un problema en entornos estables y sombreados.
El coautor Dr. Andrea Fantuzzi, del Departamento de Ciencias de la Vida en Imperial, dijo: "Encontrar un tipo de fotosíntesis que funcione más allá del límite rojo cambia nuestra comprensión de los requisitos de energía de la fotosíntesis. Esto proporciona información sobre el uso de energía luminosa yen mecanismos que protegen los sistemas contra daños por la luz ".
Estas ideas podrían ser útiles para los investigadores que intentan diseñar cultivos para realizar una fotosíntesis más eficiente mediante el uso de un rango de luz más amplio. Cómo estas cianobacterias se protegen del daño causado por las variaciones en el brillo de la luz podría ayudar a los investigadores a descubrir qué es factible diseñaren plantas de cultivo.
ideas que cambian los libros de texto
Se pudieron ver más detalles en los nuevos sistemas que nunca antes en los sistemas estándar de clorofila-a. Las clorofilas a menudo denominadas clorofilas 'accesorias' en realidad estaban realizando el paso químico crucial, en lugar del libro de texto 'par especial' declorofilas en el centro del complejo.
Esto indica que este patrón es válido para los otros tipos de fotosíntesis, lo que cambiaría la vista del libro de texto de cómo funciona la forma dominante de fotosíntesis.
El Dr. Dennis Nürnberg, primer autor e iniciador del estudio, dijo: "No esperaba que mi interés en las cianobacterias y sus diversos estilos de vida se convirtieran en un cambio importante en la forma en que entendemos la fotosíntesis. Es sorprendente lo que aún está por verse.allí en la naturaleza esperando ser descubierto "
Peter Burlinson, líder de biociencias fronterizas en BBSRC - UKRI dice: "Este es un descubrimiento importante en la fotosíntesis, un proceso que juega un papel crucial en la biología de los cultivos que alimentan al mundo. Descubrimientos como este superan los límites denuestra comprensión de la vida y el profesor Bill Rutherford y el equipo de Imperial deben ser felicitados por revelar una nueva perspectiva sobre un proceso tan fundamental ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Imperial College de Londres . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :