Explicació: com les plantes dissipen l'excés de llum solar com a calor - Octubre 2022

Per primera vegada, investigadors del MIT, la Universitat de Pavia i la Universitat de Verona han observat directament un dels possibles mecanismes a través dels quals les plantes dissipen la llum solar addicional.

Fotosíntesi a les plantes, fotosíntesi de les plantes, planta de calor extra lleugera, expressa explicadaInvestigacions anteriors han demostrat com les plantes s'adapten ràpidament als canvis en la intensitat de la llum solar. Fins i tot en condicions molt assolellades, només el 30% de la llum solar disponible es converteix en sucre i la resta s'allibera en forma de calor. (Foto d'arxiu)

La fotosíntesi és un procés vital pel qual les plantes emmagatzemen energia solar com a molècules de sucre. Tanmateix, si la llum solar és excessiva, pot provocar que les fulles es deshidratin i es facin malbé. Per evitar aquest dany, les plantes dissipen llum addicional en forma de calor. Tot i que això se sabia, durant les últimes dècades hi ha hagut un debat sobre com ho fan les plantes.




cites de Jason Dolley

Ara, per primera vegada, els investigadors del MIT, la Universitat de Pavia i la Universitat de Verona han observat directament un dels possibles mecanismes mitjançant els quals les plantes dissipen la llum solar addicional.

Publicada dimarts a Nature Communications, una revista revisada per parells, la nova investigació ha pogut determinar, mitjançant un tipus d'espectroscòpia molt sensible, que l'excés d'energia es transfereix del pigment clorofil·la, que dóna a les fulles el seu color verd, a altres pigments anomenats carotenoides. Aleshores, els carotenoides alliberen l'energia en forma de calor.





Durant la fotosíntesi, els complexos captadors de llum tenen dos papers aparentment contradictoris. Absorbeixen energia per impulsar la divisió de l'aigua i la fotosíntesi, però al mateix temps, quan hi ha massa energia, també han de ser capaços de desfer-se'n, van dir Gabriela Schlau-Cohen, Thomas D. i Virginia W. Cabot. Professor adjunt de desenvolupament professional de Química al MIT.

Express Explained és ara a Telegram. Feu clic aquí per unir-te al nostre canal (@ieexplained) i mantenir-se al dia amb les últimes novetats



Investigacions anteriors han demostrat com les plantes s'adapten ràpidament als canvis en la intensitat de la llum solar. Fins i tot en condicions molt assolellades, només el 30% de la llum solar disponible es converteix en sucre i la resta s'allibera en forma de calor. L'excés d'energia, si no s'allibera, condueix a la creació de radicals lliures que poden danyar proteïnes i altres molècules cel·lulars importants.

Fins ara, havia estat difícil observar el fenomen de la dissipació de calor, donat que es produeix a una escala de temps molt ràpida, en femtosegons o quadril·lonèsimes de segon. A més, la transferència d'energia té lloc en un ampli rang de nivells d'energia.




deray patrimoni net

Aleshores, el 2017, els investigadors del MIT van desenvolupar una modificació a una tècnica espectroscòpica de femtosegons, que els va permetre observar en un rang més ampli de nivells d'energia, que van des de la llum vermella fins a la blava. Mitjançant la nova tècnica, els investigadors van poder observar que les clorofil·les absorbeixen la llum vermella i els carotenoides absorbeixen la llum blava i verda, i així poden controlar la transferència d'energia.

Schlau-Cohen va explicar: Ampliant l'ample de banda espectral, podríem mirar la connexió entre els rangs blau i vermell, cosa que ens permetrà traçar els canvis en el nivell d'energia. Podeu veure l'energia movent-se d'un estat excitat a un altre.



Després que els carotenoides acceptin l'excés d'energia, la major part s'allibera en forma de calor, evitant així danys a les cèl·lules.