Miért maradnak zöldek a fenyőfák télen, ha ilyenkor nem is fotoszintetizálnak?
Svéd, holland, bolgár és kínai növénybiológusok közös kutatócsoportja hiánypótló tanulmánnyal rukkolt elő a Nature Communications hasábjain. Állításuk szerint megfejtették a télen is zöldellő fenyőfák rejtélyét. Pontosabban: feltérképezték azt a biokémiai mechanizmust, amelynek köszönhetően nem tűnik el a zöld színanyag a tűlevelekből.
A kutatók az erdeifenyő (Pinus sylvestris) svédországi példányait vizsgálták három éven keresztül minden évszakban. A Phys.org beszámolója szerint azért ezt a Spanyolországtól Közép-Szibériáig több mint egymillió négyzetkilométeren tenyésző, az eurázsiai–boreális flóraterületen a luc- és a vörösfenyő mellett dominánsnak számító fajt tanulmányozták, mert ennek a tűlevelei voltak leginkább alkalmasak a műszeres mérésekre.
A kutatók abból indultak ki, hogy a klorofillmolekulák télen is elnyelik a fényt, de mivel a fagypont körüli, illetve alatti hőmérsékleten a növények túlnyomó többségében leáll a biokémiai folyamatok jelentős része, a fény energiája nem úgy hasznosul mint a tavasztól őszig tartó időszakban.
Mint az köztudott, a fotoszintézis „fény-szakaszában” jön létre a fényreakció, amikor a klorofill által elnyelt fényenergia megkötődik és kémiai energiává alakul át kémiai kötések formájában, míg a közvetlen fényt nem igénylő második szakaszban, a „sötét reakció” folyamán történik a szén-dioxid megkötése és szénhidrátokká alakítása, amely a növény fejlődéséhez szükséges.
A kutatók arra voltak kíváncsiak, hogy miféle mechanizmus védi meg a fenyők fotoszintetikus rendszerét úgy, hogy azok zöldek, vagyis sértetlenek maradnak a mínuszokban is. Ennek kiderítésére speciális mérési technológiát alkalmaztak, amely képes a fényenergiát elnyelő klorofillmolekulák fluoreszcenciájának változásait pikoszekundumos időskálán kimutatni. A terepi méréseket kiegészítve azt is vizsgálták, hogy mi történik a fotoszintetizáló növényi sejtek kloroplasztisz nevű sejtszervecskéjében, ahol a speciális tilakoid-membránrendszer választja el egymástól a fotoszintézis két fázisát.
Kiderült, hogy az erdeifenyőknél – a kutatók szerint minden más fenyőfélénél is –, telente átszerveződik ez a membránszerkezet, lehetővé téve a fotoszintézis energetikai folyamatának sajátos megfordulását. Vagyis, végtelenül leegyszerűsítve azt, hogy a fa lássa el energiával a zöld színtesteket.
A kutatók az erdeifenyők után az eurázsiai boreális-flóra további fenyőinek vizsgálatát is tervezik a következőkben, hogy bebizonyíthassák a mechanizmus univerzalitását.
Korábbi kapcsolódó cikkeink: