Это растение использует квантовую механику, чтобы сделать фотосинтез более эффективным (5 фото)

В малайзийских джунглях есть невероятное растение с синими листьями, известное как бегония венценосная (Begonia Pavonina). Но причина, по которой ее листья являются синими, еще более невероятна.

Побочные эффекты

Некоторые из хлоропластов растения, в которых происходит процесс фотосинтеза, имеют кристаллическую структуру, которая способна замедлить свет. Это позволяет цветку поглощать больше зелено-красного света, но имеет побочный эффект: отражение синего света. Поэтому растение имеет такой необычный внешний вид.

Это растение использует квантовую механику, чтобы сделать фотосинтез более эффективным (5 фото)

Эти хлоропласты идеально подходят для плохого освещения, которым характеризируется нижний слой тропических лесов. Синие растения получают на 5-10% больше света, чем зеленые.

Как растения решают свои проблемы

На самом деле это блестящее решение. Растения должны справляться с любым препятствием, с которым они сталкиваются, не имея возможности убежать. Здесь мы видим свидетельство того, что растение на самом деле развило способность физически манипулировать незначительным количеством света, которое оно получает, — так говорит ведущий автор исследования Хизер Уитни. Это довольно удивительное и совершенно неожиданное открытие.

Это растение использует квантовую механику, чтобы сделать фотосинтез более эффективным (5 фото)

Исследование было проведено группой из Университета Бристоля и Университета Эссекса. Ученые изучили расположение тилакоидов — наноскопических структур в хлоропластах, где происходят химические реакции, связанные с фотосинтезом.

Результаты исследования ученых

Как правило, тилакоиды случайным образом распределены в пределах хлоропластов, но в этих бегониях они распределяются очень равномерно и действуют как плотные кристаллы. Тилакоиды используют солнечный свет, чтобы превратить воду и углекислый газ в глюкозу и кислород. Когда солнечный свет проходит через лист, упорядоченное распространение тилакоидов создает квантовый эффект, который замедляет свет, в результате чего растение может проводить большее количество химических реакций.

Это растение использует квантовую механику, чтобы сделать фотосинтез более эффективным (5 фото)

Ученые обнаружили под микроскопом, что отдельные хлоропласты в этих листьях отражают синий свет почти так же ярко, как зеркало, сказал ведущий автор исследования Мэтт Джейкобс. Внутренняя структура имеет необычную организацию, включающую в себя чрезвычайно однородные слои, размер которых – всего 100 нанометров в толщину.

Это растение использует квантовую механику, чтобы сделать фотосинтез более эффективным (5 фото)

Исследователи полагают, что эти специальные хлоропласты используются в качестве резервного генератора, когда не хватает света. Они могут быть найдены во многих других растениях, где не определяют цвет листьев.