Ilmuwan Temukan Tipe Baru Fotosintesis

Sebagian besar kehidupan di planet kita menggunakan cahaya merah (680 hingga 700 nm) dalam proses fotosintesis, tetapi tipe baru menggunakan cahaya mendekati inframerah (750 nm) sebagai gantinya: ia terdeteksi dalam berbagai cyanobacteria, salah satu dari kelompok bakteri terbesar di Bumi, di mana mereka telah ada selama beberapa miliar tahun. Makalah yang melaporkan penemuan ini diterbitkan dalam jurnal Science.

Koloni sel Chroococcidiopsis thermalis di mana warna yang berbeda mewakili fotosintesis didorong oleh klorofil-a (magenta) dan klorofil-f (kuning). Kredit gambar: Dennis Nuernberg.

Jenis fotosintesis standar yang mendekati universal menggunakan pigmen hijau, klorofil-a, keduanya mengumpulkan cahaya dan menggunakan energinya untuk membuat biokimia dan oksigen yang berguna.

Cara klorofil-a menyerap cahaya berarti hanya energi dari cahaya merah yang dapat digunakan untuk fotosintesis. Karena klorofil-a hadir di semua tanaman, alga dan cyanobacteria yang kita ketahui, dianggap bahwa energi cahaya merah mengatur 'batas merah' untuk fotosintesis; yaitu, jumlah minimum energi yang diperlukan untuk melakukan kimia yang menuntut yang menghasilkan oksigen.

Namun, ketika beberapa Cyanobacteria ditanam di bawah cahaya inframerah dekat, sistem klorofil-a-yang mengandung standar ditutup dan sistem yang berbeda yang mengandung jenis klorofil yang berbeda, klorofil-f, mengambil alih. Hingga saat ini, diperkirakan bahwa klorofil-f baru saja memanen cahaya.

Studi baru menunjukkan bahwa klorofil-f memainkan peran kunci dalam fotosintesis di bawah kondisi yang berbayang, menggunakan cahaya inframerah energi yang lebih rendah untuk melakukan reaksi kimia kompleks. Ini adalah fotosintesis 'di luar batas merah. "

“Bentuk baru fotosintesis membuat kami memikirkan kembali apa yang kami pikir mungkin. Ini juga mengubah cara kita memahami peristiwa penting di jantung fotosintesis standar. Ini adalah buku teks yang mengubah substansi, ”kata penulis co-lead Profesor Bill Rutherford, dari Departemen Ilmu Kehidupan di Imperial College London, Inggris.

Fotosintesis berbasis klorofil-f yang ditemukan merupakan jenis ketiga fotosintesis yang tersebar luas. Namun, fotosintesis ini hanya digunakan dalam kondisi khusus yaitu pada kondisi inframerah yang melimpah. Dalam kondisi normal, tetap menggunakan sinar merah.

Diperkirakan bahwa kerusakan ringan akan lebih parah di luar “batas merah”, tetapi studi baru menunjukkan bahwa itu bukan masalah dalam lingkungan yang stabil dan teduh.

"Menemukan jenis fotosintesis yang bekerja di luar ‘batas merah’ mengubah pemahaman kita tentang persyaratan energi fotosintesis," kata penulis co-lead Dr Andrea Fantuzzi, juga dari Department of Life Sciences at Imperial College London.

"Ini memberikan wawasan tentang penggunaan energi cahaya dan ke dalam mekanisme yang melindungi sistem terhadap kerusakan oleh cahaya."

"Cyanobacteria yang beradaptasi dengan cahaya rendah dapat digunakan untuk mendiami Mars dan planet lain, untuk menghasilkan oksigen dan menciptakan biosfer," kata co-penulis Profesor Elmars Krausz, dari Research School of Chemistry di Australian National University.

"Ini mungkin terdengar seperti fiksi ilmiah, tetapi badan antariksa dan perusahaan swasta di seluruh dunia secara aktif berusaha mengubah aspirasi ini menjadi kenyataan dalam waktu yang tidak terlalu jauh."

"Fotosintesis secara teoritis dapat dimanfaatkan dengan jenis organisme tertentu untuk menciptakan udara bagi manusia untuk bernapas di Mars."

Sumber

http://www.sci-news.com/biology/new-type-chlorophyll-f-photosynthesis-06101.html