Svájci kutatók megfejtették, hogy hogyan zajlik a fotoszintézis a növényekben: miközben még a föld alatt vannak, először megalkotják az energiagyáraik, a kloroplasztok szerkezetét. Amint a fény eléri a kicsírázott magokat, a gépezet „őrült módon” működni kezd.
Egy csíranövény csak körülbelül négy napig tud fennmaradni a magban lévő tartalékokból. Ezután fotoszintézis útján saját energiát kell termelnie szén-dioxidból és fényből. A növények fotoszintézise elsősorban a zöld klorofill pigment által történik, amely az apró kloroplasztokba ágyazódik.
A neuchâteli, a genfi és a grenoble-i egyetem, valamint a Zürichi Műszaki Egyetem (ETH) kutatói most biokémiai elemzésekkel és elektronmikroszkóppal alaposabban szemügyre vették fejlődésüket a lúdfű nevű modellnövény segítségével.
Ennek megfelelően a földben szunnyadó csíra még nem zöld, hanem sárga a klorofill hiánya miatt. De amint behatol a talajba, meglepő módon kevesebb mint 24 órát vesz igénybe, amíg egy előfutár sejtszervecskéből egy működő kloroplaszt fejlődik. Ebben kialakul egy membránhálózat, amelyben kezdetben csak néhány fehérje van beágyazva a klorofillal együtt, éppen annyi, hogy a csemete egyelőre életben maradjon.
A táplálékhoz rohamos gyorsasággal
De ekkor fontos, hogy amint lehetséges, a lehető leggyorsabban energiához jusson: amikor az első napsugarak megérintik a csírát, a kloroplasztok több ezer fehérjét vesznek fel, amelyek szükségesek a klorofill előállításához és a fotoszintézis elvégzéséhez. Ezenkívül a kloroplasztok gyorsan szaporodnak annak érdekében, hogy a napfényből a lehető legtöbb élelmet nyerjék.
„A növények hihetetlenül gyorsan fejlesztik energiagyáraikat” – mondta el Felix Kessler, a Neuchâteli Egyetem kutatója a Keystone-SDA hírügynökségnek. Ötletes mechanizmust fejlesztettek ki, amely biztosítja számukra a túlélést a fényért folytatott versenyben más növényekkel.
A kutatók munkája a következő napokban megjelenik az „eLife” tudományos szaklapban. A Neuchâteli Egyetem közleménye szerint ez a mai napig a legátfogóbb tanulmány a fotoszintézis eredetéről.
Nyitókép: a fiatal növények rendelkeznek egy olyan mechanizmussal, amely lehetővé teszi számukra a fotoszintézisük lehető leggyorsabb elindítását, amint a fény eléri őket. A kutatók most feltárták ennek a jelenségnek a pontos folyamatát. (A képen: egy paradicsom palánta)