Tia hồng ngoại giúp thực vật quang hợp

Nhóm nghiên cứu đứng đầu là giáo sư Mimuro thuộc Đại học Tokyo, Nhật Bản vừa phát hiện, mặc dù mức độ thực vật hấp thụ quang năng thông qua quá trình quang hợp khác nhau nhưng hiệu suất hấp thụ của chúng lại giống nhau.

Tác dụng quang hợp có thể giúp giải phóng ôxy, đường và là “hành trang duy trì sự sống trên Trái Đất”. Dưới tác dụng quang hợp, thực vật có thể lợi dụng quang năng để tiến hành điện phân nước thành ôxy.

Tuy nhiên, sự phân giải nước lại cần điện áp cao trong khi sinh vật khó có thể thực hiện một điện áp cao đạt tiêu chuẩn trên 1,1 volt. Do đó, phản ứng điện phân nước trở thành vấn đề nan giải nhất trong hệ thống tác dụng quang hợp.

Hệ thống tác dụng quang hợp lợi dụng chất diệp lục hấp thụ quang năng để tạo ra điện và giống như nguyên lý pin chạy bằng năng lượng mặt trời. Thông thường tác dụng quang hợp trong sinh vật có hàm chứa chất diệp lục a có thể hấp thụ ánh sáng nhìn thấy được.

Tuy nhiên, nhóm các nhà khoa học phát hiện chỉ có tảo lam mới có thể lợi dụng tia hồng ngoại gần để quang hợp; đồng thời có thể lợi dụng chất diệp lục d để tạo ra điện.

Sau khi tiến hành so sánh chất diệp lục a và chất diệp lục d, các nhà khoa học phát hiện, điện áp mà chất diệp lục d có được biến đổi theo chiều hướng thấp, tuy nhiên đơn vị điện áp cần cho quá trình điện phân nước vẫn được giữ nguyên. Ngoài ra, mặc dù chủng loại chất diệp lục khác nhau, tuy nhiên, đơn vị điện áp vẫn không thay đổi.

Kết quả này cho thấy, cho dù dưới tác dụng quang hợp sinh vật lợi dụng chất diệp lục là không giống nhau, nhưng đều thu được một đơn vị điện ôxy hóa nhất định để tiến hành phản ứng phân giải nước. Điều này có nghĩa là phản ứng điện phân nước dưới tác dụng quang hợp đều có cùng một nguyên lý.

Nghiên cứu này chứng minh, ngoài ánh sáng mặt trời mà mắt thường có thể nhìn thấy, tia hồng ngoại có năng lượng thấp mà mắt thường không nhìn thấy cũng có thể làm cho thực vật tiến hành tác dụng quang hợp với hiệu suất tương đồng.

Các nhà khoa học có kế hoạch tiến hành thí nghiệm đối với tia hồng ngoại có năng lượng cực thấp và có bước sóng dài để xác nhận sinh vật có thể tiến hành tác dụng quang hợp ở mức động năng lượng thấp như thế nào./.