Свет является основой почти для всей жизни на Земле. Используя энергию солнца, растения, водоросли и некоторые бактерии создают сложные молекулы сахара, которые служат основой для большинства пищевых цепочек природы.
Ученые зафиксировали начало фотосинтеза — его запустили одним фотоном
Впервые исследователи наблюдали, как всего одна частица света может запустить фотосинтез у бактерий. Это помогло наконец понять, как начинается самый важный для земной жизни процесс.
Лаборатория Беркли
Первый этап фотосинтеза долгое время оставался загадкой, но современные технологии позволили исследовать и его.
Кстати, детали этой питающей мир химической реакции оставались во многом неизвестными — до сих пор.
Как начинается фотосинтез
Впервые исследователи наблюдали за зарождением фотосинтеза, начиная с одного фотона. В новой работе ученые исследовали фиолетовые фотосинтезирующие бактерии, которые имеют общего древнего предка с современными растениями и водорослями.
Авторы работы создали источник фотонов, который испускает всего два фотона одновременно. Во время каждого теста первый выпущенный фотон поглощался сверхчувствительным детектором, в то время как другой попадал в бактериальный эквивалент хлоропласта. Когда второй фотон достигал своей цели, фотосинтез запускался.
Исследователи провели этот тест более 1,5 миллионов раз, чтобы убедиться, что химическую реакцию запускал второй фотон, а не какая-то внешняя сила. Это подтвердило, что всего одного фотона было достаточно, чтобы запустить фотосинтез.
«Огромный объем теоретической и экспериментальной работы был проделан по всему миру в попытке понять, что происходит после поглощения фотона. Но мы поняли, что никто не говорил о первом шаге, — рассказал в Грэм Флеминг, химик из Калифорнийского университета в Беркли и соавтор нового исследования. - Этот эксперимент показал, что мы можем делать что-то с помощью отдельных фотонов. Так что это очень, очень важный момент».