Реакция, ранее считавшаяся вредной для фотосинтеза, оказалась полезной

Исследователи из Финляндии доказали, что фотоингибирование фотосистемы I, снижающее эффективность фотосинтеза, на самом деле является механизмом самозащиты растения от более обширных повреждений.

Фотосинтез развивался в условиях низкого содержания кислорода и высокого — углекислого газа в атмосфере. Когда фотосинтезирующие организмы стали доминирующей формой жизни, содержание кислорода в атмосфере выросло, и его вторичные реакции стали проблемой для фотосинтеза.

Повреждение изменяет функцию фотосистемы I. Вместо передачи электронов от расщепляющей воду фотосистемы II, повреждённая фотосистема I начинает рассеивать избыточную энергию возбуждения в виде тепла и прекращает производить молекулы NADPH, что является её нормальной функцией.

Исследование показало, что это изменение функции — способ защиты фотосинтетического аппарата от более обширных повреждений. Повреждение запускает ряд изменений, при которых поток световой энергии направляется к повреждённым центрам фотосистемы I. Это снижает риск повреждения фотосистемы II и ограничивает поток электронов к фотосистеме I, останавливая повреждение.

Ранее считалось, что фотосистемы II и I работают последовательно, но довольно независимо в преобразовании световой энергии в химическую. Новое исследование демонстрирует, что фотосистемы образуют функциональную пару, где повреждение одной защищает другую от более обширных повреждений.

Понимание ролей разных фотосистем важно для:

• Понимания эволюции механизма фотосинтеза.
• Избегания неверных методов в попытках повысить эффективность фотосинтеза.
• Выявления проблемных точек для развития искусственного фотосинтеза.