Pflanzenblätter, die mit einem Laser beschossen wurden, um die Photosynthese zu untersuchen

Zum Einsatz kam ein internationales Team aus Physikern, Chemikern und Biologen unter der Leitung der Universität Cambridge

ultraschnelle Spektroskopie-Technologie mitFemtosekundenlaser zur Untersuchung der frühesten Stadien der Photosynthese. Die Forschung eröffnet eine neue Richtung für die Gewinnung umweltfreundlicher Kraftstoffe und erneuerbarer Energien.

In ihrer Arbeit versuchten die Forscher zu verstehenwarum ringförmige Moleküle, Chinone, bei der Photosynthese Elektronen „stehlen“ können. Solche Moleküle sind in der Natur weit verbreitet und können leicht Elektronen aufnehmen und abgeben, ihre Rolle bei der Photosynthese ist jedoch noch nicht vollständig geklärt.

Die Forscher verwendeten die Technik des Ultraschnellentransiente Absorptionsspektroskopie zur Untersuchung des Verhaltens von Chinonen in photosynthetischen Cyanobakterien. Durch die Beobachtung der Elektronen stellten die Wissenschaftler fest, dass das Proteingerüst, auf dem die anfänglichen chemischen Reaktionen der Photosynthese stattfinden, „undicht“ ist, sodass die Elektronen entweichen können. Diese Leckage hilft Pflanzen, sich vor Schäden durch helles oder schnell wechselndes Licht zu schützen.

Abbildung des Photosyntheseprozesses. Animation: Mairi Eyres, Universität Cambridge

Die Autoren der Studie glauben, dass ein solches LeckElektronen verwendet werden können. Die Fähigkeit, Ladungen in einem frühen Stadium der Photosynthese zu extrahieren, kann genutzt werden, um effizient sauberen Brennstoff von der Sonne zu gewinnen. Darüber hinaus wird die Fähigkeit, die Photosynthese zu regulieren, die Pflanzen widerstandsfähiger gegen intensives Sonnenlicht machen.

Viele Wissenschaftler haben versucht, Elektronen daraus zu extrahierenfrühen Stadien der Photosynthese, kamen aber zu dem Schluss, dass dies unmöglich ist, weil die Energie so im Proteingerüst verborgen ist. Die Tatsache, dass wir sie früh im Prozess erhalten können, ist erstaunlich.

Jenny Zhang, Forschungskoordinatorin an der University of Cambridge

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