متن خبر

تاریخ خبر : ۱۳۹۵/۱۰/۰۷

تعداد بازدید : ۹۷

تعداد رای : ۳

اولین فیلم از انتقال انرژی در فوتوسنتز دهه ها تردید را برطرف کرد

با استفاده از تصویر برداری فوق العاده سریع از انرژی در حال انتقال در فوتوسنتز، دانشمندان سرعت پروسه های اصلی در این انتقال را برای اولین بار مشخص کردند. این کشف به دانشمندان کمک میکند تا نحوه ی تکامل فوتوسنتز در طبیعت را متوجه شوند و در نتیجه بتوانند این فرایند را بازسازی کرده و با کمک فوتوسنتز مصنوعی، سوخت تولید کنند

در هنگام فوتوسنتز، گیاهان نور را ذخیره میکنند و در یک فرایند که در آن آب و دی اکسید کربن دخالت دارند نور را به سوخت تبدیل میکنند. قسمت حیاتی این پروسه از نور استفاده میکند و آب را به اکسیژن و هیدروژن تبدیل میکند. این کار توسط آنزیمی به نام "فوتوسیستم II " انجام میشود. نور توسط آنتن جذب شده و به مرکز واکنش فوتوسیستم II برده میشود و در آنجا الکترون را از آب جدا میکند. تصور بر این بود که پروسه ی جداسازی در مرکز واکنش از انتقال انرژی توسط آنتن آهسته تر بوده و کندترین گام در فوتوسنتز است. 

از زمانی که ساختار فوتوسیستم II در سال 2001 معرفی شد پیشنهاداتی مبنی بر اینکه انتقال انرژی کندترین گام است مطرح شد اما امکان اثبات عملی این ادعا ممکن نبود. در این پژوهش با استفاده از روش تصویر برداری فوق سریع از برانگیختگی الکترونی که از کریستالهای کوچک فوتوسیستم II استفاده میکند، دانشمندان در کالج سلطنتی لندن و دانشگاه کپلر در اتریش نشان دادند که کندترین گام در واقع ذخیره ی انرژی و انتقال انرژی از راه آنتن به مرکز واکنش است. 

شناخت جدید از مکانیزم دقیق فوتوسنتز به پژوهشگران کمک میکند تا بتوانند بازدهی بالای فوتوسنتز برای تولید سوخت پاک را بازسازی کنند. به گفته ی دکتر جاسپر ون ثور از دانشگاه سلطنتی لندن " ما میتوانیم چگونگی بهینه سازی طبیعت در تبدیل نور به انرژی را ببینیم و میتوانیم این پروسه را به کمک تکنیک جدید اندازه گیری کریستال فوق سریع، بررسی کنیم". به عنوان مثال دانستن کندترین گام کمک میکند تا شاید بتوانیم با کار بر روی این بخش فوتوسنتز مصنوعی را بهبود بخشیم.

هشت سال پیش یک مدل برای پیش بینی این پدیده ارائه شد اما با توجه به پیچیده بودن این فرایند همواره تردیدی بین دانشمندان برای پذیرفتن آن مدل وجود داشت اما با توجه به نتایج اخیر این مدل تایید شده است. با اینکه دانشمندان میتوانند مشخص کنند کدام گام سریعتر رخ میدهد باید در نظر داشت که هر دو گام بسیار سریع رخ میدهد. کل فرایند در حدود چند نانوثانیه طول میکشد. گامهای منحصر به فرد انتقال انرژی و جدایش بارها چند پیکوثانیه طول میکشد. پژوهشگران از یک سیستم لیزری بسیار پیچیده برای ایجاد واکنش در کریستالهای فوتوسیستم II استفاده کردند و بعد از آن فضا و زمان جابه جایی الکترونهای برانگیخته را محاسبه کردند و انتقال انرژی در آنتن و مرکز واکنش را اندازه گرفتند.

مکان نگهداری انرژی و زمان رهایش آن در این روش مشخص شده است. گام اولیه ی جدایش بارها برای واکنش جدایش آب به صورت نسبی به سرعت انجام میشود اما ذخیره ی انرژی و انتقال انرژی به نسبت کندتر است. همیشه سرنخهایی مبنی بر اشتباه بودن مدل اولیه برای توضیح تنگناها در فوتوسنتز وجود داشته است اما تا الان هیچ دلیل آزمایشگاهی ای در اینباره وجود نداشت.


نتایج این پژوهش در مجله ی Nature Communications که در گروه ج مجلات برتر است به چاپ رسیده است. محققان ایرانی با انتشار مقالات خود در این مجله می‌توانند تا سقف 100 میلیون ریال حمایت تشویقی دریافت نمایند. 

جهت مشاهده این مقاله، لینک مقاله را کلیک کنید.

نظرات

پاسخ به نظــر بازگشت به حالت عادی ثبت نظر

نـــام
ایمیل
نظر شما
کارکترهایی که در تصویر می بینید را وارد نمایید. (حساس به حروف کوچک و بزرگ)