Yeni Bir Fotosentez Çeşidi Keşfedildi
Bitkiler ve siyanobakteriler, ışık enerjisini kimyasal enerjiye dönüştürmek için klorofil zengini foto-sistem kompleksleri kullanır. Görsel Telif: Dennis Nuernberg
Bu canlıların büyük bölümü, fotosentez sürecinde görünür kırmızı ışık kullanır; ama yeni keşfedilen bir fotosentez tipinde kızılötesine yakın ışık kullanılıyor.
Yellowstone’daki bakteriyel örtülerdeki ve Avustralya’daki kumsal kayalarındaki gibi gölgeli koşullarda bulunup, kızılötesine yakın ışıkta büyüyen geniş bir yelpazedeki siyanobakterilerde (mavi-yeşil alg), bu fotosentez tipine rastlandı. Bilimciler ayrıca Imperial College London’daki kızılötesi LED bulunan bir dolapta da bunun gerçekleşebildiğini saptadılar.
Keşif, fotosentezin temel mekanizmasına ilişkin kavrayışımızı değiştiriyor; dolayısıyla ders kitaplarının baştan yazılması gerekecek. Ayrıca dünya dışı yaşam arayışımızı da şekillendireceği ve ışığın daha uzun dalgaboylarından yararlanan daha verimli ekinleri nasıl yapabileceğimiz konusunda ipuçları vereceği düşünülüyor.
Science dergisinde yayımlanan bir makale ile ayrıntıları paylaşılan bu keşif, BBSRC desteğiyle Imperial College London liderliğinde gerçekleştirildi. Canberra’dan ANU, Paris ve Saclay’dan CNRS ve Milano’dan CNR bilimcileri de araştırmaya katkıda bulundu.
Kırmızı Sınırın Ötesindeki Fotosentez
Neredeyse evrensel gibi görünen standart fotosentez, hem ışığı toplamak hem de ışığın enerjisini yararlı biyokimyasallar ile oksijen yapmak amaçlı kullanmak için yeşil pigmenti kullanır: Klorofil-a. Bu pigmentin ışığı soğurma yolu, fotosentez için sadece kırmızı ışığın kullanılabileceği anlamına gelir.
Klorofil-a pigmenti bildiğimiz tüm bitkilerde, alglerde ve siyanobakterilerde bulunduğu için kırmızı ışığın enerjisinin fotosententeze “kırmızı limiti” koyduğu düşünülüyordu. Yani oksijen üreten gerekli kimyayı gerçekleştirmek için gereken minimum enerji miktarının bu olduğu düşünülüyordu. Kırmızı limiti, başka yıldız sistemlerindeki gezegenlerde karmaşık yaşamın belirmiş olma olasılığını değerlendirmek için astrobiyolojide kullanıldı.
Ancak, kızılötesine yakın ışık koşullarında büyüyen siyanobakterilerde, standart klorofil-a içeren sistemler kapalı olurken, açık olan farklı fotokimyasal sistemlerde farklı bir tür klorofil hüküm sürüyor: Klorofil-f. Şimdiye dek, klorofil-f’nin sadece ışığı toplamaya yaradığı düşünülüyordu. Yeni araştırma, gölgeli ortam koşullarındaki fotosentezde kolorofil-f’nin kilit rol oynadığını ortaya koydu. Karmaşık kimyayı gerçekleştirmek için düşük enerjili kızılötesi ışık kullanıyor. Yani “kırmızı limitin ötesinde” bir fotosentez yapmayı başarıyor!
Zarar Görmüyor
Aslında Acaryochloris adlı bir başka siyanobakterinin, kırmızı limitin ötesinde fotosentez yapabildiği daha önce keşfedilmişti. Fakat çok özel bir yaşam alanı olan tek bir türde gerçekleştiği için bunun tek seferlik münferit bir olay olduğu düşünülmüştü. Derin deniz organizmaları, ışık izgesindeki tüm dalgaboylarını almadıklarından, daha uzun dalgaboylu fotonlardan yararlanmaya uyumlanabilir. Acaryochloris, omurgasız bir hayvan olan bir yeşil deniz fıskiyesinin altında yaşar. Deniz fıskiyesi, görünür ışığın çoğunu gölgeleyerek, siyanobakteriye sadece kızılötesine yakın dalgaboylarındaki ışığın ulaşmasına izin verir.
Yeni rapor edilen klorofil-f temelli fotosentez, yaygın olan üçüncü tip fotosentez oluyor. Ancak, bu sadece kızılötesi bakımından zengin olan gölgeli koşullarda kullanılıyor; normal ışık koşullarında fotosentezin standart kırmızı biçimi kullanılıyor.
Kırmızı limitinin ötesinde ışık hasarının çok daha şiddetli olacağı düşünülüyordu. Ama yeni tamamlanan çalışma bunun durağan, gölgeli ortamlarda bir sorun yaratmadığını gösterdi. Bu siyanobakterilerin kendilerini zarar görmekten nasıl koruduklarının anlaşılması, daha verimli ekinlerin yetiştirilmesine kapı aralayabilir.
- Dennis J. Nürnberg et al. Photochemistry beyond the red limit in chlorophyll f–containing photosystems. Science (2018). DOI: 10.1126/science.aar8313 http://dx.doi.org/10.1126/science.aar8313
- Science Bulletin, "New type of photosynthesis discovered" https://sciencebulletin.org/archives/25326.html
BilimFili.com: "Yeni Bir Fotosentez Çeşidi Keşfedildi"
https://bilimfili.com/yeni-bir-fotosentez-cesidi-kesfedildi/
Botanik Haberleri
-
Sekonder metabolit nedir ? Nerelerde kullanılır?
-
Tarımın Teknolojik Geleceği
-
Dünyanın en zehirli ağaçlarından biri "Manşinel" ağacı
-
Yeni Kaledonya Eğrelti Otu Türü Yaşayan Herhangi Bir Organizmanın En Büyük Genomuna Sahiptir
-
Uzun Zamandır Kayıp Olan Mür Türleri 1.000 Yıllık Tohumdan Diriltildi
-
Bilim İnsanları Bitkilerde DNA Metilasyonunun İç İşleyişini Araştırıyor
-
Goji beri Türleri ve Kullanım Alanları Nelerdir ?
-
Aronia türleri ve özellikleri nelerdir?
-
Buğdayın Önemi ve Buğday Çeşitleri Nelerdir?
-
Antalya'da keşfedilen yeni yabani soğan türü literatüre kazandırıldı
-
Fritillaria yalcinii sp. nova /Çermik Lalesi Türkiye florasına hayırlı olsun.
-
Araştırmacılar mısırın topraktaki arsenik toksisitesini azalttığını keşfetti
-
Sadece Bitkileri Enfekte Ettiği Sanılan Viroidler Kimdir?
-
Bilim insanları ilk kez en yaygın tropik ağaç türlerini isimlendirdi
-
Kurumaya dayanıklı bitkiler için genom veritabanı yayınlandı