Фотосинтез на минимуме
Арктические водоросли фотосинтезируют почти в полной темноте
Фотосинтезирующие организмы – растения, водоросли, бактерии, археи – используют энергию света, чтобы создавать сложные органические молекулы. Сколько нужно энергии, чтобы фотосинтез начался? Многое зависит от конкретной системы фотосинтеза, тем не менее, теоретический минимум количества фотонов всё же можно рассчитать – он будет равен 0,01 микромоля фотонов на квадратный метр в секунду. Однако этот минимум долгое время действительно был чисто теоретическим. В природе не удавалось найти никого, кто мог бы начать фотосинтез с таким количеством света. Правда, в прошлом году мы писали, что для фотосинтеза достаточно одного фотона, но в исследовании шла речь о том, сколько света нужно для возбуждения светособирающего комплекса. Если говорить о молекулярных комплексах, то одного фотона достаточно, но если брать фотосинтез в целом, когда свет не просто улавливается молекулами, но даёт прирост в биомассе, одним фотоном уже не обойтись.
И вот недавно в Nature Communications вышла статья, в которой говорится о микроводорослях Северного Ледовитого океана. Они начинают фотосинтез пусть не с теоретического минимума света, но близко к нему – примерно с 0,04 микромоля фотонов на квадратный метр в секунду. (До сих пор для морских фотосинтетиков количество света для начала фотосинтеза оценивали в 0,3–5 микромоля фотонов.) Исследователи измеряли количество света, которое проходит сквозь снег и лёд к водорослям и одновременно оценивали прирост биомассы. Прирост биомассы начался на вышеупомянутых 0,04 микромолях фотонов, что примерно в сотню тысяч раз меньше количества света на поверхности земли в летний солнечный день. Вполне возможно, что фотосинтезировать вблизи теоретического минимума получается не только у подлёдных арктических водорослей, но и, например, у каких-нибудь водорослей, которые живут очень, очень глубоко. Фотосинтезируя на глубине, они могут снабжать пищей других живых существ, и если так оно и есть, наши представления о пищевых цепочках морей и океанов могут ощутимо поменяться.
