新型光合作用可利用近红外光

或将改写教科书 为农作物改良提供新思路

2018年06月19日08:56  来源:科技日报
 

据美国《每日科学》网站报道,根据近日发表于《科学》杂志上的一篇论文,英国帝国理工学院牵头的一个国际科研团队发现,在阴暗环境下生存的蓝藻内,存在一种新型光合作用。与目前地球上占主导地位的利用红光的光合作用不同,新光合作用利用的是近红外光。该发现不仅改变了人们对光合作用基本原理的认识,甚至还可能改写课本。

研究人员解释,目前我们所知的光合作用是通过叶绿素-a来收集光线,并利用光能制造有用的生化物质和氧气。由于叶绿素-a存在于已知的所有植物、藻类及蓝藻中,因此人们普遍认为,红光的能量为光合作用设置了“红光限制”——在产生氧气的化学过程中需要的最少能量。

然而科研团队发现,一些在低能量的近红外光下生长的蓝藻,使用叶绿素-f来进行光合作用,打破了叶绿素-a一统天下的局面——这就是超越“红光限制”的光合作用。

人们此前曾发现,另一种蓝藻(Acaryochloris)也可进行超越“红光限制”的光合作用。但由于其仅发生在单一物种内,且生长地特殊,故被认为是孤例。最新发现的基于叶绿素-f的光合作用则代表了第三种广泛存在的光合作用。

研究人员指出,这种光合作用只存在于特殊的红外光丰富的阴暗环境中,正常光照环境仍是标准红光形式光合作用的“天下”。此外有人认为,超越“红光限制”会导致更严重的光损伤。但新研究表明,在稳定的阴暗环境中,光损伤并非问题。

研究负责人、帝国理工学院生命科学学院的比尔·卢瑟福教授认为:“这种新型光合作用改变了我们对标准光合作用‘内核’的认识,是一项改写教科书的发现。”

研究人员还表示,新发现也为搜寻外星生命提供了新思路。此外,研究这些蓝藻如何保护自己免受光的亮度变化所导致的损伤,有助于发现更好的作物改良方法。(刘霞)

(责编:时宝韫(实习生)、熊旭)

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