aA
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“.

Įvertink šį straipsnį
Norėdami tobulėti, suteikiame jums galimybę įvertinti skaitomą DELFI turinį.
(0 žmonių įvertino)
0

Praėjo beveik 100 metų nuo „Skeletų ežero“ atradimo: jis ir toliau glumina archeologus (1)

Ežerą Indijos Utarakando valstijoje dar vadina Skeletų ežerų. Beje, jame nėra nė vieno sveiko...

Įrodė, kad alkoholio vartojimas paauglystėje pažeidžia smegenis: rizika prarasti proto aštrumą – rimta (5)

Mokslas jau seniai įrodė, kad alkoholis žaloja smegenis, o naujausi tyrimai rodo, kad gerdami...

Tyrimas parodė, kad vaikų turėjimas teikią džiaugsmą, bet tik tuomet, kai vaikai išsikrausto (3)

Tėvai dažnai sako, kad jų vaikai jiems teikia džiaugsmo, tačiau dauguma tyrimų rodo, kad vaikai...

Sviesto mylėtojai gali atsikvėpti – išrasta alternatyva, kurios 80 proc. sudaro vanduo (5)

Kornelio universiteto mokslininkai, kaip ir daugelis žmonių, yra sviesto mėgėjai. Šis kasdien...

Senstant sustingsta ne tik kaulai, bet ir smegenys – mokslininkai mano, kad galės jas atstatyti

Sendamas žmogus praranda lankstumą. Sąnariai sustabarėja, kiekvienas judesys tampa sunkesnis,...

Top naujienos

Kaliningrade apsilankęs lietuvis norėjo sprukti: daugiau niekada ten nevažiuosiu (152)

„Daugiau tikrai niekada ten nevažiuosiu“, – tikino savaitgalį Kaliningrade praleidęs...

Nebrangių, bet tikrų itališkų picų pulkai žmonių traukia į Tytuvėnus (5)

Pačios tikriausios itališkos picos paragauti galima Tytuvėnuose. Pagrindinėje miestelio gatvėje...

Irina Rozova – Seimo narė, kuri veikė pilkojoje zonoje: kokiomis pataisomis rūpinosi politikė (326)

Su po diplomatine priedanga dirbančiais Rusijos žvalgybos darbuotojais bendravusi ir, kaip rodo...

Orai kvies savaitgalį praleisti gamtoje

Virš Lietuvos jau nuo ketvirtadienio įsitvirtinęs aukšto atmosferos slėgio laukas ir toliau...

Baltijos kelyje Gitanas Nausėda pasipiršo žmonai (223)

Lietuvos , Latvijos ir Estijos valstybės eina ta pačia kryptimi – nori sukurti savo žmonėms...

Sovietai jos nepasigailėjo: grafaitės Marijos Tiškevičiūtės tragedija (105)

1941 m. birželio 14 d. okupacinio sovietinio režimo įvykdytos represijos, kai iš Lietuvos į...

Prabangiausia pasaulyje vakarienė Vilniaus gatves nudažė baltai (221)

Šių metų Le Diner en Blanc renginys prasidėjo kitaip nei įprasta. Po tradicinės renginio...

Ką iš tiesų reiškia sapnai apie seksą? (14)

Jei ramų jūsų miegą kada nors buvo sudrumstę sapnai apie seksą, žinote, kad kartais dėl jų...

Ką valgė pasaulio diktatoriai: juos kamavo polinkis į kanibalizmą ir paranoja būti nunuodytiems (20)

Esi tai, ką valgai, taip pat – kaip ir su kuo valgai. Maistas turi įtakos nuotaikai, žarnyno...

Iš Putino elito sluoksnių – netikėta kritika Kremliui (84)

Rusijos prezidentas Vladimiras Putinas visada kerta atgal, kai pajunta jam daromą spaudimą. Bet,...