ТПС: Израелско проучване на фотосинтезата при растенията показа, че може да се открият иновации в агротехниката


Израелско проучване на фотосинтезата при растенията показа, че може да се открият иновации в агротехниката, както и в разработването на по-ефективни култури, съобщи израелската новинарска агенция ТПС.
Фотосинтезата е биохимичен процес, при който растенията, водораслите и някои бактерии превръщат светлинната енергия от слънцето в химическа енергия под формата на глюкоза - вид захар, която може да се използва за захранване. Основен страничен продукт на този процес е отделянето на кислород от растението. Между 50 и 80 % от кислорода на Земята е резултат от фотосинтезата. Тя е отговорна и за поглъщането на въглеродния диоксид, като осигурява основата на хранителната верига на планетата.
Учени от Института Вайцман в Реховот, ръководени от д-р Рейнат Нево и Цив Райх, откриват, че фотосинтезата се адаптира към различните нива на слънчева светлина, като реорганизира структурата на мембраните на хлоропластите.
Процесът на фотосинтеза протича в хлоропластите - органели в растителните клетки, в които се намират специализирани мембрани. Тези мембрани са от решаващо значение за улесняване на потока от електрони между протеините, което е ключов аспект от преобразуването на слънчевата радиация в използваема химическа енергия. До неотдавна учените смятаха, че пространствената структура на тези мембрани представлява предизвикателство за фотосинтезата, тъй като принуждава електроните да изминават по-големи разстояния между белтъците и по този начин забавя процеса.
Екипът от учени на Нево обаче открива, че тези мембрани не са статични. Вместо това те променят организацията си в зависимост от количеството налична светлина. 
Подобно на начина, по който човешките зеници се разширяват или свиват в отговор на излагането на светлина, мембраните в хлоропластите променят подредбата си, когато преминават между тъмнина и светлина. Проучването установи, че при преминаването на растенията от тъмни към светли условия мембраните на хлоропластите се приспособяват, като приближават протеините един към друг и скъсяват разстоянието, което трябва да изминат електроните. Това пренареждане помага на процеса на фотосинтеза да работи по-ефективно при различна интензивност на светлината. Способността на хлоропластните мембрани да се реорганизират гарантира, че растенията могат да оптимизират използването на енергия, независимо от колебанията на слънчевата светлина.
За да разкрие тези открития, екипът на Нево използва най-съвременни технологии, включително криосканираща електронна микроскопия и трансмисионна електронна микроскопия, за да наблюдава мембраните на хлоропластите както на светло, така и на тъмно.
Противно на предишните предположения, проучването разкрива, че докато самите протеини не променят позицията си, пространственото разположение на мембраните се променя. Тази промяна в подреждането на мембраните играе жизненоважна роля в регулирането на разстоянието между протеините, което улеснява по-бързия и по-ефективен процес на фотосинтеза.
Една от причините за това динамично регулиране е да се защити растението. При условия на слаба светлина или през нощта фотосинтезата е минимална. В тези ситуации мембраните се отдалечават, изолирайки протеините и предотвратявайки прекомерното им стимулиране от слабата светлина, което потенциално може да ги увреди.
Въз основа на това откритие екипът провежда експеримент, използвайки генетично модифицирани растения. При едната група хлоропластните мембрани на растенията са били заключени в "светлинен режим", докато протеините са близо един до друг дори на тъмно. В друга група мембраните остават постоянно в "тъмен режим", като белтъците са разположени по-далеч един от друг. Резултатите са поразителни: растенията със заключена конфигурация в светлинен режим растат високо и показват по-високи темпове на фотосинтеза в сравнение с тези в тъмен режим.
Тези открития предполагат обещаващо бъдеще за генетично модифицирани култури, предназначени за оптимизиране на фотосинтезата. Чрез манипулиране на пространствената структура на хлоропластните мембрани растенията потенциално биха могли да растат по-ефективно при по-слаба или изкуствена светлина.
Генетичното модифициране на растенията с цел оптимизиране на фотосинтезата би могло да доведе до повече реколта, особено в региони с непостоянна слънчева светлина, слаба почва или труден климат.
Това също така дава нови възможности за закрито и вертикално земеделие в градските райони, като същевременно намалява количеството енергия, необходимо за отглеждане на храна в контролирана среда като оранжериите.
(Тази информация се разпространява по споразумение между БТА и ТПС)

Рейкявик

Исландия е "ключов преден пост" за сигурността, заяви Рубио по време на посещението си в Рейкявик

Държавният секретар на САЩ Марко Рубио заяви по време на посещение в Исландия, че островът, разположен в северната част на...

Варшава

Полша ще разположи системи „Пейтриът“ близо до границата с Украйна

Полша ще разположи системи за противовъздушна отбрана „Пейтриът“ в Люблинското воеводство, граничещо с Украйна, обяви полският вицепремиер и министър на...

Тел Авив

Съветът за национална сигурност на Израел предупреди за възможни атаки срещу евреи по света на годишнината от 7 октомври

Съветът за национална сигурност на Израел предупреди за възможни атаки срещу израелски граждани зад граница и срещу евреи по света...

Сана

Йеменските хуси заявиха, че са извършили нови атаки срещу летища в Саудитска Арабия

Йеменските бунтовници хуси съобщиха, че са изстреляли ракети по три летища в съседна Саудитска Арабия, на фона на продължаващия конфликт...

Рим

Джорджа Мелони спечели първото гласуване по спорната си изборна реформа

Долната камара на италианския парламент днес подкрепи правителството на премиера Джорджа Мелони, гласувайки вот на доверие по първата част от...

Брюксел

Геополитиката показва защо разширяването трябва да бъде водеща задача за ЕС, каза еврокомисар Марта Кос

Геополитиката показва защо разширяването трябва да бъде водеща задача за ЕС, каза днес еврокомисар Марта Кос при представянето на предложенията...