Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Chlorofil - związek chemiczny pozwalający roślinom (a także glonom i niektórym bakteriom) na czerpanie energii w procesie fotosyntezy można uznać za podstawę istnienia życia na Ziemi w ogóle. Dlatego odkrycie nowego, nieznanego typu chlorofilu jest wydarzeniem w biologii.

Dotychczas znano cztery rodzaje chlorofilu. Najbardziej rozpowszechnione są chlorofil A i B, znajdowane u roślin zielonych. Oba te typy chlorofilu pochłaniają głównie światło widzialne w zakresie niebieskim (około 465 nanometrów) oraz żółtopomarańczowym/czerwonym (665 nm), odbijając światło zielone (stąd bierze się zielony dla nas kolor roślinności). Chlorofil C i D znajdowany jest u mniej licznych organizmów, głównie u glonów. Rodzaj C pochłania światło podobnie do A i B, z trochę przesuniętym spektrum, zaś D głównie czerwone (697 nm).

Nową odmianę chlorofilu, nazwaną „F", odkryto w stromatolitowych skałach basenu Hamelin, w Zatoce Rekina w zachodniej Australii. Ponieważ znaleziono go w ekstraktach z osadów dennych, nie jest jeszcze pewne, jakie organizmy go wytwarzają, wg Mina Chena, biologa molekularnego na University of Sydney, który dokonał odkrycia, najbardziej prawdopodobnym ich twórcą są nitkowate cyjanobakterie, czyli sinice.

Największą jednak sensacją jest to, że chlorofil F absorbuje światło o długości nieużytkowanej przez inne organizmy. Wykorzystuje on promieniowanie tuż spoza czerwonego końca widma widzialnego, czyli bliską podczerwień. To zmienia całkowicie pojęcie o możliwościach chlorofilu. Co ciekawe, budową niewiele różni się od znanych odmian chlorofilu i prawdopodobnie jest wykorzystywany przez organizmy żyjące nisko, w miejscach, gdzie pozostałe spektrum światła jest już pochłonięte przez konkurencję.

Naukowcy snują już plany praktycznego wykorzystania odkrycia. Chcą przy pomocy inżynierii genetycznej wprowadzić chlorofil F do wybranych gatunków glonów, tak udoskonalone, absorbowałyby większą część spektrum światła i były znacznie wydajniejszymi producentami na przykład biopaliw.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Teraz jeszcze jakiś chlorofil na uv odkryć i będzie komplet. Ale tego to chyba wysoko w górach szukać trzeba.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Gdzieś po drodze im chlorofil E wcięło. ;] (chyba, że to z powodu tego, iż jest C1 i C2)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Trafna uwaga, właściwie to nie wiem, skąd ten przeskok. Może jakiś „E” istnieje, ale jest pomijany, bo na przykład nie ma praktycznego znaczenia?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Hm, ale to jest bakteriochlorofil, to innego rodzaju związek, tych jest więcej, bo aż do G:

 

Chlorofile c i d występują jedynie u części glonów. U prokariontów zdolnych do przeprowadzania fotosyntezy mogą występować chlorofil a u sinic oraz wiele rodzajów bakteriochlorofili oznaczanych literami od a do g.

 

Więc to chyba jednak nie to.

(Sprawdziłem specjalnie jeszcze w angielskiej wersji, rzadziej są w niej błędy.)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ok. link jak najbardziej dotyczy bakteriochlorofilu , ale te dwa gatunki alg wytwarzają chlorofil e. Poniżej moje (nieudolne) tłumaczenie fragmentu z książki "Algal physiology and biochemistry":

 

"Chlorofil e wykryto w metanolowym ekstrakcie z dwóch przedstawicieli Xanthophyceae: Tribonema bombycinum i Vaucheria hamata (patrz Allen 1966). Oba izolaty pochodziły z dzikich populacji i nie były wykrywane u okazów hodowlanych. Możliwe, że Chl e jest produktem modyfikacji Chl c."

 

http://books.google.pl/books?id=laqBYr7WmzQC&pg=PA164&lpg=PA164&dq=Tribonema+bombycinum+chlorophyll+e&source=bl&ots=cEGt-q-xKK&sig=Q2carOa3jpUB-9oti9ynSgqV_r8&hl=pl&ei=O0hyTJ_QPMybOKHFkNwK&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=3&ved=0CB4Q6AEwAg#v=onepage&q=Tribonema%20bombycinum%20chlorophyll%20e&f=false

Share this post


Link to post
Share on other sites

A chyba że tak, dzięki. Czyli chlorofil E jest po prostu rzadko spotykany?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Sinice Arthrospira platensis mogą być dobrym zastępnikiem pyłku w żywieniu uzupełniającym pszczół miodnych. Tak jak pyłek, zawierają sporo niezbędnych aminokwasów, a także różnorodne lipidy funkcjonalne, np. fosfolipidy i sterole.
      Słabe odżywienie jest często czynnikiem leżącym u podłoża utraty kolonii. Dzieje się tak, gdyż niedożywienie nasila negatywny wpływ pasożytów, patogenów czy pestycydów na pszczoły. Specjaliści dodają, że uszczuplić źródła pyłku mogą utrata habitatu, spadek różnorodności roślin i monokultury.
      Vincent Ricigliano i Michael Simone-Finstrom z Agricultural Research Service (ARS) wykazali, że A. platensis ma podobny profil odżywczy, co pyłek. Naukowcy odkryli, że spirulina (gatunki z rodzaju Arthrospira funkcjonują pod potoczną nazwą spirulina) jest bogata w aminokwasy niezbędne i potrzebne pszczołom lipidy.
      Autorzy raportu z pisma Apidologie przeprowadzili porównania zawartości aminokwasów w pyłku zebranym przez pszczoły, zastępniku pyłku, a także w spirulinie w proszku i wyhodowanych (świeżo zebranych) sinicach. Oprócz tego zastosowali analizę lipidomiczną.
      Co istotne, akademicy potwierdzili, że sinice działają prebiotycznie i że za ich pomocą można by oddziaływać na liczebność i metabolizm dobrych bakterii.
      By odżywić kolonie w czasie niedoboru pyłku, pszczelarze wykorzystują niekiedy zastępniki pyłku. Dostępne w handlu wysokobiałkowe substytuty pyłku tworzone są np. na bazie mąki sojowej czy szczepów drożdży piwowarskich. Niestety, żaden z tych uzupełniających pokarmów nie zastępuje całkowicie naturalnego pyłku, dlatego potrzeba naukowej poprawy skuteczności substytutów pyłku wydaje się zasadnicza dla współczesnego pszczelarstwa. Powinniśmy przy tym myśleć, jak to zrobić w przyjazny dla środowiska sposób - podkreśla Ricigliano.
      Sinice dałoby się hodować na dużą skalę z minimalną ilością wody i dodatków, także tam, gdzie uprawa soi i innych roślin jest niemożliwa. Wszystko, czego nam trzeba, to płytkie zbiorniki, sole mineralne i światło słoneczne [...].
      Obecnie naukowcy testują dietę sinicową w terenie, by upewnić się, czy jest atrakcyjna dla pszczół i wspiera wzrost kolonii.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Sinice z pustyni Atakama, która jest jednym z najsuchszych obszarów na świecie, ekstrahują wodę z minerałów. Dzięki temu mogą przetrwać w tym surowym środowisku. Wyniki badań amerykańskiego zespołu ukazały się w piśmie PNAS.
      Naukowcy od dawna podejrzewali, że mikroorganizmy mogą umieć ekstrahować wodę z minerałów, ale po raz pierwszy udało się to zademonstrować - podkreśla prof. Jocelyne DiRuggiero z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa.
      Ekipa z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa oraz Uniwersytetu Kalifornijskiego w Irvine oraz Riverside skupiła się na sinicach Chroococcidiopsis, które występują na pustyniach na całym świecie, i na gipsie - uwodnionym siarczanie wapnia. Kolonizujące mikroorganizmy bytują pod cienką warstwą minerału, która chroni je przed skrajnymi temperaturami panującymi na pustyni Atakama, a także przed silnym wiatrem i palącym słońcem.
      DiRuggiero wybrała się na pustynię, by pobrać próbki gipsu. Zabrała je do laboratorium, pocięła na mniejsze fragmenty, w których można było znaleźć mikroorganizmy i przesłała je do analizy materiałowej do prof. Davida Kisailusa. Okazało się, że sinice ekstrahują wodę i wywołują przemianę fazową gipsu do anhydrytu (bezwodnego siarczanu wapnia).
      W kolejnym etapie badań Amerykanie pozwolili sinicom kolonizować próbki gipsu 1) w obecności wody (co miało oddawać środowisko o dużej wilgotności) i 2) w sytuacji jej braku. Stwierdzono, że w obecności wilgoci gips nie ulegał przemianie do anhydrytu. Sinice nie potrzebowały wody z minerału, bo pozyskiwały ją z otoczenia. Kiedy jednak są poddawane stresowi, nie mają wyboru i muszą ekstrahować wodę z gipsu, wywołując przemianę fazową minerału - opowiada Kisailus.
      Za pomocą metod mikroskopowo-spektroskopowych akademicy ustalili, że sinice wwiercają się w minerał jak mali górnicy; tworzy się biofilm zawierający kwasy organiczne. Wei Huang zauważył, że sinice wykorzystywały kwasy, by penetrować minerał w określonych kierunkach krystalograficznych - tylko wzdłuż płaszczyzn, gdzie łatwiej dostać się do wody.
      Czy to oznacza, że na Marsie [który przypomina pustynię Atakama] istnieje życie? Nie umiemy powiedzieć, ale uzyskane wyniki dają nam pojęcie, jak sprytne mogą być mikroorganizmy - podkreśla DiRuggiero.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Do fotosyntezy potrzebne jest nie tylko światło, ale i ciepło - dowodzą naukowcy z Lublina. Rośliny odzyskują część ciepła, które powstaje w fotosyntezie, i używają go ponownie do zasilania reakcji napędzanych światłem, w tym – do produkcji tlenu – tłumaczy prof. Wiesław Gruszecki.
      Naukowcy mają nadzieję, że wiedzę dotyczącą gospodarowania strumieniami energii w aparacie fotosyntetycznym roślin uda się wykorzystać np. w rolnictwie, by zwiększyć plony.
      Energia niezbędna do podtrzymywania życia na Ziemi pochodzi z promieniowania słonecznego. Wykorzystanie tej energii możliwe jest dzięki fotosyntezie. W ramach fotosyntezy dochodzi do przetwarzania energii światła na energię wiązań chemicznych, która może być wykorzystana w reakcjach biochemicznych. W procesie tym rośliny rozkładają też wodę, wydzielając do atmosfery tlen, potrzebny nam do oddychania.
      Do tej pory sądzono, że w fotosyntezie rośliny korzystają tylko z kwantów światła. Zespół z Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej i Instytutu Agrofizyki PAN w Lublinie wskazał jednak dodatkowy mechanizm: do fotosyntezy potrzebna jest również energia cieplna, która - jak się wydawało - powstaje w tym procesie jako nieistotny skutek uboczny. Tymczasem z badań wynika, że ten „recykling energii” jest niezbędny w procesie wydajnego rozkładania wody do tlenu. Wyniki ukazały się w renomowanym czasopiśmie Journal of Physical Chemistry Letters.
      Wydajność energetyczna fotosyntezy jest niewielka – mówi w rozmowie z PAP prof. Wiesław Gruszecki z UMCS. Wyjaśnia, że roślina zamienia w biomasę najwyżej 6 proc. energii słonecznej, którą pobiera. Natomiast około 90 proc. energii pochłanianej ze światła jest oddawana do środowiska w postaci ciepła. Dotąd uważaliśmy, że frakcja oddawana do środowiska w postaci ciepła, z punktu widzenia wydajności energetycznej tego procesu, jest nieodwracalnie stracona. Ku naszemu zaskoczeniu okazało się jednak, że aparat fotosyntetyczny w roślinach jest na tyle sprytny, że potrafi jeszcze wykorzystywać część energii rozproszonej na ciepło – mówi.
      Naukowiec podkreśla, że są to badania podstawowe. Jego zdaniem mają one jednak szansę znaleźć zastosowanie choćby w rolnictwie.
      Jeśli procesy produkcji żywności się nie zmienią, to w połowie XXI wieku, kiedy Ziemię może zamieszkiwać nawet ponad 9 mld ludzi, nie starczy dla wszystkich jedzenia, tym bardziej przy niepokojących zmianach klimatycznych – alarmuje naukowiec. Badania jego zespołu są częścią międzynarodowych działań naukowców. Badają oni, co reguluje przepływy i wiązanie energii w procesie fotosyntezy. W powszechnym przekonaniu wiedza ta umożliwi inżynierię bądź selekcję gatunków roślin, które dawać będą większe plony.
      Gdyby produkować rośliny, w których ścieżka odzyskiwania energii cieplnej będzie jeszcze sprawniejsza – uważa badacz – to fotosynteza przebiegać będzie efektywniej, a roślina produkować będzie więcej biomasy. To zaś przekłada się bezpośrednio na większe plony.
      Zdaniem prof. Gruszeckiego kolejnym miejscem, gdzie można zastosować nową wiedzę, jest produkcja urządzeń do sztucznej fotosyntezy. Prace nad nimi trwają już w różnych miejscach na Ziemi, również w Polsce.
      Naukowiec wyjaśnia, na czym polegało odkrycie jego zespołu. Z badań wynika, że wśród struktur w chloroplastach, w których zachodzi fotosynteza, znajdują się kompleksy barwnikowo-białkowe. Pełnią one funkcję anten zbierających światło. Okazuje się, że kompleksy te grupują się spontanicznie w struktury zdolne do recyklingu energii rozproszonej w postaci ciepła. Anteny te przekazują również energię wzbudzenia uzyskaną z ciepła do centrów fotosyntetycznych, w których zachodzą reakcje rozszczepienia ładunku elektrycznego (w szczególności do Fotosystemu II). Proces ten wpływa na wzrost wydajności energetycznej fotosyntezy. I umożliwia wykorzystanie w tym procesie promieniowania o niższej energii (również z obszaru bliskiej podczerwieni). Wydaje się mieć to szczególne znaczenie w warunkach niskiej intensywności światła słonecznego.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Rośliny zamieniają światło słoneczne w energię za pomocą procesu fotosyntezy. Jednak proces ten jest obarczony poważnym błędem, który spowodował, że w roślinach wyewoluowało fotooddychanie. To kosztowny energetycznie proces, który znacząco zmniejsza potencjał wzrostu roślin. Naukowcy z University of Illinois i Departamentu Rolnictwa USA poinformowali na łamach Science, że udało im się tak poprawić proces fotooddychania, iż zwiększyli plony o 40%.
      Dzięki temu plony na samym tylko Środkowym Zachodzie USA mogłyby zwiększyć się tak, że można by wyżywić dodatkowo 200 milionów ludzi, mówi główny autor badań, profesor Donald Ort. Jeśli uda się w ten sposób tylko częściowo zwiększyć plony roślin uprawnych, to będziemy w stanie zaspokoić zapotrzebowanie na wyżywienie w XXI wieku. Gwałtownie ono rośnie w związku z rosnącą liczbą ludności oraz coraz większą kalorycznością diety, dodaje uczony.
      Przełomowe badnia to część międzynarodowego projektu badawczego o nazwie Realizing Increased Photosynthetic Efficency (RIPE), który jej finansowany przez Fundację Billa i Melindy Gatesów, Foundation for Food and Agricultural Research oraz brytyjski Departament Rozwoju Międzynarodowego.
      W procesie fotosyntezy wykorzystywany jest najbardziej na świecie rozpowszechniona proteina, enzym Rubisco. Wraz ze światłem słonecznym jest on wykorzystywany do zamiany dwutlenku węgla i wody w cukry odżywiające rośliny. Z czasem Rubisco padł ofiarą własnego sukcesu, doprowadzając do pojawienia się atmosfery bogatej w tlen. Enzym nie jest w stanie idealnie odróżnić molekuły dwutlenku węgla od molekuły tlenu i w 20% przypadków pobiera tlen zamiast CO2. W efekcie w roślinie powstaje toksyczny związek, który musi być usuwany za pomocą fotooddychania.
      Fotooddychanie to przeciwieństwo fotosyntezy, mówi inny z autorów badań, biolog molekularny Paul South. Pozbawia ono roślinę cennej energii i zasobów, które mogłaby zainwestować w fotosyntezę i we własnych wzrost.
      Fotooddychanie przebiega złożoną drogą przez trzy elementy roślin: choroplasty, peroksysomy i mitochondria. Amerykańscy naukowcy stworzyli alternatywną drogę dla procesu oddychania, dzięki czemu znacząco go uprościli, dzięki czemu roślina oszczędza tak duże ilości energii, że jej plony rosną o 40%. Po raz pierwszy w historii udało się manipulować fotooddychaniem tak, że doszło do zwiększenia plonów upraw prowadzonych w normalnych, a nie laboratoryjnych, warunkach.
      Tak jak Kanał Panamski był wielkim osiągnięciem inżynieryjnym, który zwiększył efektywność światowego handlu, tak skrócenie drogi procesu fotooddychania to wielkie osiągnięcie inżynierii roślin, które pozwala na znaczące zwiększenie efektywności fotosyntezy, mówi dyrektor RIPE, Stephen Long.
      Zespół naukowy, za pomocą odpowiednich zmian w genach i ich promotorach, opracował trzy alternatywne drogi fotooddychania. Następnie zaimplementował je w 1700 roślinach, które poddał testom polowym, by wybrać te, które będą sobie najlepiej radziły.
      Po dwóch latach wielokrotnie powtarzanych studiów polowych powstała metoda, dzięki której rośliny rosły szybciej, były wyższe, wytwarzały około 40% więcej biomasy.
      Badania były prowadzone na tytoniu, który jest idealnym modelem do badań nad roślinami, gdyż łatwo poddaje się modyfikacjom i testom. Teraz uczeni przekładają wyniki uzyskane na tytoniu na bardziej przydatne rośliny, takie jak soja, ryż, ziemniaki, pomidory, bakłażany i wspięga wężowata.
      W miarę ocieplania się klimatu Rubisco ma coraz większe problemy z odróżnieniem tlenu od dwutlenku węgla, co powoduje coraz większe fotooddychanie. Naszym celem jest stworzenie lepszych roślin, które poradzą sobie z ociepleniem teraz i w przyszłości oraz wyposażenie rolników w technologie potrzebne do wykarmienia świata, mówi Amanda Cavanagh.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Od stycznia do 14 kwietnia w San Francisco działa pierwsze na świecie Obserwatorium Astronomiczne dla Organizmów Jednokomórkowych. Sinice w szalkach Petriego ustawiono na ekranie, na którym wyświetlany jest przekaz z teleskopu Hubble'a.
      Instalacja artysty konceptualnego Jonathona Keatsa stanowi część większej wystawy "Vast and Undetectable", zorganizowanej w Arts Commission Gallery. Trafiły na nią także modele śluzic czy "odciski" klastrów gwiazd. Jak zauważył sam twórca, w nowo powstałej Akademii Nauk Mikrobów pracuje ponad miliard niezależnych badaczy. Keats podkreśla, że dotąd nauka była zdominowana przez jeden gatunek - człowieka. Choć nasze osiągnięcia intelektualne na pewno były i są wyjątkowe, pozostajemy ograniczeni budową mózgu. Filozof eksperymentalny dywaguje, że Homo sapiens może nie być w stanie zrozumieć wszechświata na podstawowym poziomie i inne gatunki lepiej nadają się do realizacji tego zadania. Stąd pomysł, że sinice zdołają w jakiś tajemniczy sposób pogodzić kosmiczny i kwantowy punkt widzenia.
      Czemu Keats wykorzystał właśnie sinice? Założył, że ze względu na zdolność do fotosyntezy organizmy te są w stanie wykryć światło gwiazd.
×
×
  • Create New...