Plantenbladeren afgevuurd met een laser om fotosynthese te bestuderen

Een internationaal team van natuurkundigen, scheikundigen en biologen onder leiding van de Universiteit van Cambridge gebruikte dit

ultrasnelle spectroscopietechnologie met behulp vanfemtoseconde laser om de vroegste stadia van fotosynthese te bestuderen. Het onderzoek opent een nieuwe richting voor het verkrijgen van milieuvriendelijke brandstoffen en hernieuwbare energie. 

In hun werk probeerden de onderzoekers het te begrijpenwaarom ringvormige moleculen, chinonen, elektronen kunnen ‘stelen’ tijdens fotosynthese. Dergelijke moleculen zijn wijdverspreid van aard en kunnen gemakkelijk elektronen accepteren en doneren, maar hun rol in de fotosynthese is nog steeds niet volledig begrepen. 

De onderzoekers gebruikten de techniek van ultrasnelvoorbijgaande absorptiespectroscopie om het gedrag van chinonen in fotosynthetische cyanobacteriën te bestuderen. Door de elektronen te observeren, ontdekten de wetenschappers dat het eiwitsteiger waarop de eerste chemische reacties van fotosynthese plaatsvinden "lek" is, waardoor de elektronen kunnen ontsnappen. Deze lekkage helpt planten zichzelf te beschermen tegen beschadiging door fel of snel veranderend licht.

Fotosynthese proces illustratie. Animatie: Mairi Eyres, Universiteit van Cambridge

De auteurs van de studie zijn van mening dat zo'n lekelektronen kunnen worden gebruikt. Het vermogen om ladingen in een vroeg stadium van de fotosynthese te onttrekken, kan worden gebruikt om op efficiënte wijze schone brandstof uit de zon te halen. Bovendien zal het vermogen om de fotosynthese te reguleren gewassen beter bestand maken tegen intens zonlicht.

Veel wetenschappers hebben geprobeerd er elektronen uit te halenvroege stadia van fotosynthese, maar kwam tot de conclusie dat dit onmogelijk is omdat de energie zo verborgen zit in het eiwitraamwerk. Het feit dat we ze vroeg in het proces kunnen krijgen, is verbazingwekkend.

Jenny Zhang, onderzoekscoördinator aan de Universiteit van Cambridge

Lees verder:

De sleuteltheorie van de kwantumfysica is eindelijk bewezen. Voornaamst

NASA-helikopter toonde zonsondergang op Mars. Het lijkt niet op aarde.

'Legendarische' katvos die op een eiland in Europa leeft, kan een nieuwe ondersoort worden