Dünyanı yaşayış üçün əlverişli edən "BÖYÜK SİRR"

Tədqiqatçılar ilk dəfə olaraq tək bir işıq hissəciyinin bakteriyalarda fotosintezi necə tətiklədiyini müşahidə edərək, bu mühüm prosesin başlanğıc nöqtəsini üzə çıxarıblar.

İşıq Yerdəki demək olar ki, bütün həyatın əsasını təşkil edir. Bitkilər, yosunlar və bəzi bakteriyalar Günəşdən gələn enerjidən təbiətdəki qida zəncirlərinin əksəriyyətinin əsasını təşkil edən mürəkkəb şəkər molekullarını yaratmaq üçün istifadə edirlər. Lakin bu kimyəvi reaksiyanın dünyanı qidalandıran bəzi hissələri indiyədək sirr olaraq qalır.

Tədqiqatçılar ilk dəfə olaraq tək fotonla başlayan fotosintezin birinci mərhələsini müşahidə ediblər.

Fotosintez nədir?
fotosintez; Günəş işığını enerjiyə çevirmək üçün bitkilər, yosunlar və bəzi bakteriyalar tərəfindən tətbiq edilən bir proses. Fotosintez prosesində karbon qazı (CO2) və su kimyəvi yolla qidaya (şəkər) və oksigenə çevrilir. Kimyəvi reaksiya adətən bitkilərə yaşıl rəng verən xlorofil adlı piqmentə əsaslanır. Fotosintez həm də planetimizin oksigenlə zəngin atmosferlə örtülməsini təmin edir.

Kaliforniya Berkeley Universitetinin kimyaçısı və bu yeni tədqiqatın həmmüəllifi Qrem Fleminq açıqlamasında deyib: “Fotonun udulmasından sonra nə baş verdiyini anlamaq üçün bütün dünyada çoxlu nəzəri və eksperimental iş aparılıb. Amma başa düşdük ki, heç kim ilk addımdan danışmır”.

Fleming və komandası bu prosesi 14 iyunda Nature jurnalında dərc olunan araşdırmada təsvir edir.

Fotosintezi başlamaq üçün yalnız bir foton lazımdır
İşıq bir bitkinin xloroplastına (yəni, orqanoid dünyasının şəkər fabriki) dəydikdə, xlorofil adlı bir piqment sayəsində daxil olan fotonlardan enerji alır və bu enerjini karbon qazı və suyu qlükoza və oksigenə çevirmək üçün istifadə edir.

Elm adamları bu proses haqqında ən azı 1700-cü illərin sonlarından bəri bilirdilər, lakin təfərrüatları açmaq çox vaxt apardı.

İki fransız alimi ilk dəfə 1800-cü illərin əvvəllərində xlorofili təcrid etdi və əsrin sonunda botanik Teodor Vilhelm Engelmann, Botanical Chronicles-də 2019-cu ildə dərc olunan məqaləyə görə, xlorofilin günəş işığının udulmasında rolunu aşkar etdi. 20-ci əsrdə tədqiqatçılar fotosintezin biokimyasını müəyyənləşdirməkdə daha da irəliləyiş əldə etdilər, həyəcanlı elektronların xloroplastlar vasitəsilə enerjinin ötürülməsinə necə kömək etməsi kimi bir çox kəşflər etdi.

Bundan əlavə, elm adamları xloroplastların işığa çox həssas olması lazım olduğunu başa düşdülər. Nəticə odur ki, bitkilər kölgəli şəraitdə fotosintez edə bilir və günəş işığında fotonlar nisbətən diffuz olur. Alimlər fərziyyə irəli sürdülər ki, prosesə başlamaq üçün yalnız az sayda foton lazımdır. Lakin heç kim bu mühüm ilk addımı uğurla müşahidə edə bilmədi.

Bu təcrübə göstərir ki, yalnız bir fotonla böyük işlər həqiqətən edilə bilər ki, bu da son dərəcə vacib bir məqamdır”.

Yeni araşdırmada tədqiqatçılar müasir bitkilər və yosunlarla qədim əcdadları paylaşan bənövşəyi fotosintetik bakteriyaları araşdırdılar. Bir anda yalnız iki foton buraxan bir foton mənbəyi quraşdırıldı. Hər sınaq zamanı ilk atılan foton ultra həssas detektor tərəfindən udulub, digəri isə bakteriyanın xloroplast ekvivalentinə dəyib. Təbii ki, ikinci foton təyinat yerinə çatdıqdan sonra fotosintez başladı.

Tədqiqatçılar bu testi 1,5 milyon dəfədən çox yerinə yetirərək kimyəvi reaksiyaya səbəb olan xarici qüvvənin deyil, ikinci fotonun olduğuna əmin oldular. Bu, fotosintezi başlamaq üçün yalnız bir fotonun kifayət etdiyini təsdiqlədi.

UC Berkeley-dən kimya fizikası və tədqiqatın həmmüəllifi Birgitta Whaley, "Bu təcrübə göstərir ki, böyük işlər həqiqətən yalnız bir fotonla edilə bilər, bu çox vacib bir nöqtədir".

Aysun / Demedia.az