Oamenii de ştiinţă au descifrat secretele fotosintezei, deschizând calea spre recolte mai eficiente şi mai rezistente
Un studiu israelian asupra fotosintezei poate deschide noi drumuri de inovare în domeniul agriculturii prin obţinerea unor culturi mai eficiente şi mai rezistente la condiţiile de mediu, transmite joi agenţia TPS.
Fotosinteza este un proces biochimic prin care plantele, algele şi unele bacterii pot transforma lumina în energie chimică sub forma glucozei, un tip de zaharuri ce este folosit pentru a le activa metabolismul. Un produs secundar extrem de important al acestui proces este oxigenul care este eliberat de plante. Între 50% şi 80% din oxigenul Pământului este rezultatul fotosintezei. De asemenea, acest proces duce la absorbţia dioxidului de carbon din atmosferă, aflându-se la baza lanţului trofic al planetei.
Cercetători de la Institutul Weizmann din Rehovot, conduşi de dr. Reinat Nevo sub coordonarea profesorului Ziv Reich, au descoperit că fotosinteza se adaptează la diferite niveluri ale luminii solare prin reorganizarea structurii membranelor cloroplastelor. Procesul fotosintezei se produce în cloroplaste, organite din celulele plantelor care au membrane specializate. Aceste membrane sunt cruciale pentru facilitarea fluxului de electroni între proteine, un aspect cheie al transformării radiaţiei solare în energie chimică utilizabilă de către plante. Până recent, oamenii de ştiinţă credeau că structura spaţială a acestor membrane reprezintă o problemă pentru fotosinteză prin faptul că obligă electronii să călătorească pe distanţe mai lungi între proteine, încetinind astfel întregul proces.
Însă, echipa de cercetători condusă de Reinat Nevo a descoperit că aceste membrane nu sunt statice. În schimb, ele îşi modifică organizarea în funcţie de cantitatea de lumină disponibilă. Studiul a fost recent publicat în jurnalul Nature Plants.
Similar modului în care pupilele umane se dilată sau se contractă în răspuns la expunerea la lumină, membranele cloroplastelor îşi modifică alinierea când trec de la întuneric la lumină. Studiul a descoperit şi că pe măsură ce plantele trec de la întuneric la lumină, membranele cloroplastelor se ajustează, aducând proteinele mai aproape unele de altele şi scurtând distanţa pe care electronii trebuie să o parcurgă. Această realiniere ajută procesul de fotosinteză să se producă mai eficient la intensităţi diferite ale luminii. Abilitatea membranei cloroplastelor de a se reorganiza asigură optimizarea utilizării energiei de către plante, indiferent de fluctuaţiile de intensitate a luminii solare.
În cadrul studiului, echipa de cercetători israelieni a folosit tehnologie de ultimă oră, cum ar fi microscopia electronică cu crio-scanare şi microscopia electronică cu transmisie pentru a observa membranelor cloroplastelor atât în condiţii de lumină cât şi de întuneric.
Contrar ipotezelor anterioare, studiul a dezvăluit că, în tip ce proteinele nu-şi schimbă poziţia, aranjamentul spaţial al membranelor se modifică. Modificarea alinierii membranelor are un rol important în reglarea distanţei dintre proteine, facilitând un proces de fotosinteză mai rapid şi mai eficient. Un motiv al acestei ajustări dinamice este protejarea plantei. În condiţii de lumină puţină sau pe timpul nopţii, fotosinteza este minimă. În aceste situaţii membranele se distanţează, izolând proteinele şi împiedicându-le să devină hiperstimulate de lumina slabă.
Pornind de la această descoperire, echipa de cercetători a realizat un experiment folosind plante modificate genetic. Într-un grup de plante, membranele cloroplastelor au fost blocate în poziţia de lumină puternică, menţinând proteinele apropiate chiar şi în întuneric. În celălalt grup, membranele au rămas continuu în modul de întuneric, cu proteinele distanţate. Rezultatele au fost clare: plantele cu membranele cloroplastelor blocate în modul de lumină au crescut mai mult şi au produs mai multă fotosinteză, prin comparaţie cu cele blocate în poziţia pentru întuneric.
Aceste rezultate sugerează un viitor promiţător pentru culturile modificate genetic în sensul optimizării fotosintezei. Prin manipularea structurii spaţiale a membranei cloroplastelor, planetele ar putea creşte mai eficient şi în condiţii de lumină mai slabă sau de lumină artificială.
Modificarea genetică a plantelor pentru a optimiza fotosinteza poate duce la recolte mai bogate, în special în regiunile cu un nivel inconsistent al luminii solare, cu soluri sărace în nutrienţi sau cu climă problematică. De asemenea, deschide noi posibilităţi pentru cultivarea în interior sau pe verticală în zonele urbane, reducând în acelaşi timp necesarul de energie pentru cultivarea hranei în mediu controlat, aşa cum sunt serele.AGERPRES/(AS - editor: Codruţ Bălu, editor online: Ady Ivaşcu)
Conținutul website-ului www.agerpres.ro este destinat exclusiv informării publice. Toate informaţiile publicate pe acest site de către AGERPRES sunt protejate de dispoziţiile legale incidente. Sunt interzise copierea, reproducerea, recompilarea, modificarea, precum şi orice modalitate de exploatare a conţinutului acestui website. Informaţiile transmise pe www.agerpres.ro pot fi preluate, în conformitate cu legislaţia aplicabilă, în limita a 500 de semne. Detalii în secţiunea Condiţii de utilizare. Dacă sunteţi interesaţi de preluarea ştirilor AGERPRES, vă rugăm să contactaţi Direcţia Marketing - [email protected].
Alte știri din categorie
NASA și General Atomics testează combustibil nuclear pentru viitoare misiuni pe Lună și Marte
Un nou combustibil pentru motoare de rachetă cu reactor nuclear a fost testat de compania General Atomics și de NASA la începutul acestei luni la Centrul Spațial Marshall din Alabama, o bornă importantă pe drumul spre construcția rachetelor cu propulsie termonucleară (NTP) care ar putea reprezenta viitorul misiunilor cu echipaj uman spre Lună și Marte, transmit
Grecia/ Două noi seisme, cu magnitudinea peste 4, în largul insulei Santorini
Alte două seisme, fiecare cu magnitudinea 4,1, au zguduit duminică zona situată între insulele Santorini și Amorgos, în regiunea sudică a arhipelagului Cicladelor, au relatat media elene, citate de duminică de agenția EFE. Regiunea este afectată de o serie de sute de cutremure înregistrate în ultimele două săptămâ
BTA/ Steagul Universității Tehnice din Sofia, arborat la baza bulgară din Antarctica, de pe insula Livingston
Inginerul de telecomunicații Ivaylo Nachev de la Universitatea Tehnică din Sofia a arborat steagul universității sale la Baza bulgară din Antarctica St. Kliment Ohridski de pe Insula Livingston. Nachev face parte din cea de-a 33-a expediție bulgară în Antarctica, care are drept scop finalizarea a peste 25 de proiecte de cercetare, a anun
UPDATE China/Cel puțin un mort și 28 de dispăruți după o alunecare de teren produsă în provincia Sichuan
O alunecare de teren produsă în provincia Sichuan din sud-vestul Chinei, declanșată de ploile torențiale, s-a soldat cu cel puțin un mort și aproape 30 de persoane dispărute, transmite duminică AFP care citează agenția de stat chineză Xinhua. Alunecarea de teren s-a produs sâmbătă, la ora locală 11:50, în satul Jinping, situa
Cutremur puternic în Marea Caraibilor
Un cutremur cu magnitudinea 7,6 s-a produs sâmbătă în Marea Caraibilor, a anunțat Serviciul de prospectare geologică al Statelor Unite (USGS), provocând o scurtă avertizare de tsunami pentru Cuba, Honduras și Insulele Cayman, transmite France Presse. Cutremurul s-a produs în mijlocul Mării Caraibilor. Centrul de alertă
AI: Noi centre de date în Franța în 35 de locații, pe lângă cel 'gigantic' anunțat la Paris
Ministrul francez responsabil cu AI, Clara Chappaz, a anunțat că 35 de locații sunt 'gata de utilizare' pentru a găzdui noi centre de date pe întreg teritoriul Franței, transmite vineri AFP din cea de-a doua zi a summitului mondial cu privire la inteligența artificială (AI) desfășurat în capitala Franței. Aceste locații aco
Cutremur cu magnitudinea 6 în Insulele Fiji
Un cutremur cu magnitudinea 6 a zguduit sudul Insulelor Fiji vineri, la ora locală 22:27, a anunțat Serviciul de prospectare geologică al Statelor Unite (USGS), informează agenția Xinhua. Pe moment nu au fost raportate victime sau pagube. Epicentrul seismului, localizat la o adâncime de 59,2 km, a fost determinat la 23,918
Kârgâzstan: Vidra din Asia Centrală este o specie aproape dispărută
Vidra din Asia Centrală a dispărut sau este aproape dispărută din Kârgâzstan, au anunțat vineri autoritățile și oamenii de știință din această țară, în contextul în care specia menționată, aflată într-un declin continuu în întreaga regiune începând din secolul al XX-lea, a fost o victimă a activităților umane, inf
Prim-ministrul Greciei spune că autoritățile elene monitorizează seismele din Santorini și îndeamnă la calm
Autoritățile din Grecia sunt în alertă și monitorizează activitatea seismică crescută din insula Santorini, a declarat vineri prim-ministrul grec Kyriakos Mitsotakis, îndemnând oamenii să rămână calmi și să urmeze recomandările serviciului de protecție civilă, informează Reuters. Grecia a declarat stare de urgență &icir
Amsterdam va interzice circulația ambarcațiunilor de agrement poluante pe canalele sale
Municipalitatea din Amsterdam, capitala Țărilor de Jos, a anunțat că va interzice în curând ambarcațiunile de agrement poluante pe celebrele sale canale turistice din centrul orașului, urmând să fie autorizate doar ambarcațiunile electrice, cele propulsate cu hidrogen și cele cu vâsle, transmite joi AFP. 'Aerul polu
Roverul privat FLIP înlocuiește roverul NASA VIPER pentru misiunea selenară din acest an
Compania americană Astrobotic din Pittsburgh a găsit un înlocuitor pentru roverul VIPER, construit de NASA pentru căutarea gheții pe Lună, optând pentru un alt model de rover, FLIP, care va fi folosit în misiunea de aselenizare Griffin, ce va fi lansată în acest an către polul sud selenar, transmite SPACE.com. Modulul d
Summit dedicat inteligenței artificiale la Paris/ Principalele legislații în domeniu în lume
De la 'Vestul Sălbatic' american la cadrul juridic complex al Uniunii Europene, reglementarea inteligenței artificiale (AI) are loc în moduri diferite în lume, notează AFP, care face o trecere în revistă a principalelor legislații în acest domeniu, înaintea summitului dedicat AI de la Paris din 10-11 februarie.
Summit dedicat inteligenței artificiale la Paris/ Principalii actori din domeniu
După lansarea ChatGPT la sfârșitul anului 2022, inteligența artificială (AI) generativă s-a extins rapid în jurul marilor companii americane, concurate de câțiva rivali europeni și chinezi, notează AFP, care face o trecere în revistă a celor mai importanți actori din acest domeniu, înaintea summitului dedicat AI de la Paris, care va avea
Rusia: Kremlinul numește un nou șef în fruntea agenției spațiale Roscosmos
Kremlinul l-a revocat joi pe șeful agenției spațiale a Rusiei, Roscosmos, după un mandat de mai puțin de trei ani marcat de eșecul spectaculos al primei misiuni rusești pe Lună din ultimii 47 de ani, informează Reuters. Într-un comunicat, Kremlinul a anunțat că Iuri Borisov, care conducea Roscosmos din iulie 2022, a fost eliberat din funcție, făr
Prima fertilizare in vitro la canguri, realizată în Australia
Oamenii de știință australieni au anunțat joi că au produs primul embrion de cangur din lume obținut prin fertilizare in vitro (FIV), un experiment istoric care ar putea contribui la salvarea altor specii de marsupiale amenințate cu dispariția, informează AFP. Cercetătorii dintr-o echipă de la Universitatea Queensland din Brisbane, un oraș din sud-estul Austra