Vilniaus universiteto mokslininkai su kolegomis iš Fizinių ir technologijos mokslų centro bei Karalienės Marijos Londono universiteto atskleidė augalų lapuose vykstančio nefotocheminio gesinimo molekulinius mechanizmus. Jie padeda augalui apsisaugoti nuo fotopažeidimų per didelio apšvietimo sąlygomis.
© DELFI (K.Cemnolonskio nuotr.)

Mokslininkų gauti rezultatai, paskelbti prestižiniame tarptautiniame žurnale „Nature Plants“, leido ne tik geriau suprasti kai kuriuos svarbius mus supančios gyvosios gamtos veikimo principų ypatumus, bet, tikėtina, ateityje užtikrins efektyvesnį Saulės energijos panaudojimą kuriant itin našius dirbtinius Saulės elementus.

Fotosintezė yra vienas svarbiausių Žemėje vykstančių fiziologinių procesų. Jos metu išsiskiria deguonis ir susidaro angliavandeniai – svarbios maistinės medžiagos. Įprastą saulėtą dieną augalai sugeria kur kas daugiau šviesos, nei gali panaudoti. Tokiu atveju atsiranda pavojus, kad fotosintetinėje membranoje susidarys įvairių aktyvių junginių, galinčių suardyti molekulinius fotosintetinius kompleksus.

Kad to išvengtų, per tūkstančius metų augalai „išmoko“ neskausmingai išsklaidyti perteklinę energiją paversdami ją šiluma. Šis augalų savireguliacijos mechanizmas, veikiantis molekuliniu lygmeniu ir apsaugantis augalo fotosintetinį aparatą nuo intensyvios šviesos, pavadintas nefotocheminiu gesinimu. Pastaruosius du dešimtmečius jis aktyviai tyrinėjamas įvairiose pasaulio laboratorijose, tačiau iki šiol nebuvo aišku, kaip konkrečiai šis mechanizmas veikia.

Į šiuos klausimus straipsnyje „The nature of self-regulation in photosynthetic light-harvesting antenna“ atsakė Lietuvos ir užsienio mokslininkai. Iš augalų fotosintetinių membranų išskyrus pagrindinius šviesą sugeriančius pigmentų ir baltymų kompleksus (LHCII), Fizinių ir technologijos mokslų centre buvo detaliai išmatuota jų fluorescencijos spektrų laikinė ir temperatūrinė priklausomybė.

Išanalizavę gautus rezultatus, tyrėjai iš VU Fizikos fakulteto Teorinės fizikos katedros priėjo prie išvados, kad už nefotocheminį gesinimą atsako retai pasitaikanti LHCII komplekso būsena, pasižyminti perteklinės energijos pernaša nuo chlorofilo į šalia esančią karotenoido molekulę. Be to, šio molekulinio fotoapsaugos mechanizmo efektyvumą užtikrina itin naši energijos pernaša tarp gretimų fotosintetinių anteninių kompleksų bei jų baltymo jautrumas aplinkos poveikiui: vos nežymiai išaugusi tikimybė LHCII kompleksui persijungti į „gesinančią“ būseną leidžia sistemai tinkamai prisitaikyti prie besikeičiančio krintančios šviesos intensyvumo ir nustatyti „tinkamą“ fotoapsaugos lygį, kuris nepaveiktų pačios fotosintezės efektyvumo. Visiškai perpratus šį procesą, mokslininkams atsivertų plačios galimybės valdyti fotosintezės efektyvumą ir taip padidinti augalų biomasės gamybą.

Eksperimentinius matavimus atliko Fizinių ir technologijos mokslų centro tyrėjai Egidijus Songaila ir dr. Ramūnas Augulis, gautus duomenis analizavo VU Fizikos fakulteto Teorinės fizikos katedros darbuotojai dr. Jevgenijus Chmeliovas, Andrius Gelžinis ir prof. Leonas Valkūnas.

Tyrėjai iš Jungtinės Karalystės dr. Christopheris D. P. Duffy ir prof. Alexanderis V. Rubanas prisidėjo prie bandinių ruošimo ir publikacijos rengimo spaudai. Tyrimus finansavo Lietuvos mokslo taryba. Teoriniai skaičiavimai atlikti panaudojant VU Fizikos fakultete esantį superkompiuterį „HPC Saulėtekis“.

naujienos.vu.lt
Parašykite savo nuomonę
arba diskutuokite anonimiškai čia
Skelbdami savo nuomonę, Jūs sutinkate su taisyklėmis
Rodyti diskusiją Rodyti diskusiją
Naujienų prenumerata

5 įdomūs faktai apie namuose gyvenantį parazitą (14)

Kambariuose besikaupianti drėgmė, šiluma ir ant virtuvės stalo paliekami maisto likučiai –...

Kinija paskelbė: misija į Marsą „gerokai įsibėgėjo“ (34)

Kinijos vykdoma 2020 metų savaeigio zondo misijos į Marsą programa „gerokai įsibėgėjo“,...

Pasiruoškite blogiausiam: nevaldoma Kinijos kosminė stotis krenta į Žemę (130)

Kinijos kosminė stotis „ Tiangong -1“ jau ruošiasi pasitikti savo pražūtingą lemtį. 2011...

Didžiausią pasaulyje koralinį rifą gelbės naikindami kai kuriuos jo gyventojus (1)

Prie Didžiojo Barjerinio rifo gelbėjimo galbūt prisidės didžiulės, jūrų žvaigždes ėdančios...

Nuostabus atradimas: galima suprasti viską - nuo smegenų chirurgijos iki fizikos (7)

Nors fizikams pavyko perprasti makroskopinio pasaulio chaoso teoriją, chaoso netrūksta ir...

Top naujienos

Nežinantiems valdiškos tvarkos gresia didžiuliai įsiskolinimai (57)

Pagal galiojančius įstatymus, mokantiems „Sodros“ įmokas priklauso nustatytos išmokos. Jų...

Gyvenimą iš esmės pakeitė vos viena žinutė (14)

Lygiai prieš metus kauniečio Justino Grigaičio širdį draskė prieštaringi jausmai – vaikinas...

Rusija – nauja geriausia Lotynų Amerikos šalių draugė? (27)

Venesuela – ne vienintelė regiono šalis, kurioje Vladimiro Putino Rusija nori išplėsti savo...

Orai: maloniomis permainomis džiaugsimės ne vieną dieną (7)

Pagaliau apie orus galima pasakyti vien geras žinias. Na, beveik. Artimiausiomis dienomis įkyrus...

Šiaurės Korėja pagrasino išbandyti vandenilinę bombą virš Ramiojo vandenyno (2)

Šiaurės Korėjos diplomatijos vadovas ketvirtadienį pareiškė, kad jo šalis gali išbandyti...

„Real“ treneris sukasi iš padėties: prieš pirmas rungtynes „atkabino“ J. Mačiulį (24)

Po nesėkmingo Europos krepšinio čempionato ne itin maloniai Jonui Mačiuliui prasideda ir sezonas...

Daržovė, kuri labai naudinga norintiems mesti rūkyti (1)

Moksliniai tyrimai patvirtino, kad baklažanai turi gydomųjų savybių. Tai – nekaloringa...

„Mėlynojo banginio“ žaidimas trylikametės gyvenimą pavertė pragaru: už grotų – kėdainiškis (164)

Mirtį sėjantį žaidimą „ Mėlynasis banginis “ žaidusios Kėdainiuose gyvenančios...

Pastebėjo išsiskiriantį Z kartos elgesį su socialiniais tinklais (2)

Nors Lietuvoje populiariausiu socialiniu tinklu išlieka „Facebook“ , kai kurios visuomenės...

Iš Skandinavijos – neslopstantys NT burbulo signalai Iš konferencijos „Lūžio taškas 2017“ (114)

Kaistanti nekilnojamojo turto ( NT ) situacija ir nuolatinės kalbos apie besiformuojantį NT burbulą...