Řasy docílí fotosyntézy i v temnotě, ukázal německý výzkum

Přestože je fotosyntéza jedním z nejdůležitějších přírodních procesů na Zemi, věda ji stále ještě úplně nechápe. Nové světlo na ni vrhl výzkum, který probíhal během polární noci v Arktidě.

Fotosyntéza je základní biologický proces, díky němuž vypadá náš svět tak, jak vypadá. Zelené rostliny díky ní získávají energii, již pak předávají dál živočichům a lidem. A současně udržují uhlíkovým cyklem planetu obyvatelnou a hlavně stabilní.

Vědci už dlouho řeší, jaké jsou limity fotosyntézy. Jak moc na ni má vliv změna klimatu, při jakých podmínkách přestává fungovat a co ji může narušit. V novém výzkumu se rozhodli otestovat, jak fotosyntéza pracuje za tmy, respektive jak málo světla ještě stačí k tomu, aby mohla probíhat. Experiment provedený v Arktidě prokázal, že některé druhy rostlin potřebují slunečního světla výrazně méně, než se vědci domnívali doposud.

  • Fotosyntéza (z řeckého fós, fótos – „světlo“ a synthesis – „shrnutí“, „skládání“) je složitý biochemický proces, při kterém se mění přijatá energie světelného záření na energii chemických vazeb. 
  • Využívá světelného, například slunečního, záření k tvorbě (syntéze) energeticky bohatých organických sloučenin – cukrů – z jednoduchých anorganických látek – oxidu uhličitého (CO2) a vody. 
  • Fotosyntéza má zásadní význam pro život na Zemi.

Jejich pokus se týkal mořských řas, jež vědce svou přizpůsobivostí překvapily. „Bylo velmi, velmi působivé sledovat, jak efektivně dokáží řasy využívat tak nízké množství světla,“ uvedla mořská geoložka Clara Hoppeová, která pracuje v Institutu Alfreda Wegenera. Vedoucí výzkumu dodala: „Skvěle to ukazuje, jak dobře jsou organismy přizpůsobené svému prostředí.“

Využila jedinečné příležitosti, kterou jí nabídla vědecká loď Polarstern provozovaná právě Wegenerovým institutem. V září roku 2019 totiž speciálně upravené plavidlo vybavené spoustou vědeckých přístrojů zastavilo uprostřed arktického ledu a nechalo se jím po celou zimu unášet. A během arktické zimy, kdy je slunečního světla jen minimum, pak expedice sledovala, s jakou úspěšností řasy v okolí lodi fotosyntetizují.

Schéma měření fotosyntézy v Arktidě
Zdroj: Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung

Uhlík v temnotě

Ve výsledné studii, jež vyšla v odborném časopise Nature Communications, vědci popsali, že fotosyntéza v oceánu může probíhat pouze v nejsvrchnější části vody, kam ještě může dopadat sluneční světlo. Do nejspodnější části této oblasti dopadá pouze jedno procento slunečního světla z hladiny. Předchozí výzkumy ukázaly, že alespoň teoreticky může fotosyntéza probíhat i při ještě menším množství světla. Ale většina arktických řas potřebuje slunečního světla víc, než je tato hranice.

Při výzkumu reálného stavu v moři se ukázalo, že během polární noci řasy neprodukovaly vůbec žádný uhlík. To říká, že fotosyntéza neprobíhá. To vědci předpokládali a není na tom vlastně nic překvapivého. O to zajímavější byl ale výsledek toho, jak rychle rostliny zase s výrobou uhlíku, a tedy i fotosyntézou začaly. Stalo se to již v polovině března, kdy je v Arktidě stále ještě minimum světla.

Fascinující podle vědců bylo, že fotosyntetizovaly dokonce i rostliny uvězněné pod ledem. Rostly a prováděly tento chemický proces i přesto, že v místě jejich existence se naměřila jen přibližně jedna stotisícina procenta slunečního světla, které člověk za jasného dne zná z povrchu.

Podle Hoppeové se sice zkoumala jen jedna velikostí omezená oblast v Arktidě, ale výsledky jsou zřejmě značně univerzální. Naznačují, že se organismy zřejmě přizpůsobily podmínkám s nízkým osvětlením i v jiných oblastech světových oceánů. A to by mohlo znamenat přísun kyslíku a potravy pro ryby v oblastech, které byly dříve považovány za neobyvatelné.

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Před 55 lety zasáhly Peru ničivé otřesy. Zahynula i celá československá expedice

Před 55 lety zasáhlo Peru velmi silné zemětřesení, které připravilo o život přes 70 tisíc lidí. Byli mezi nimi i členové československé horolezecké výpravy, kteří se pokoušeli zdolat Huascarán.
před 13 hhodinami

Syndrom bílého nosu zabíjí miliony netopýrů. Nejspíš pochází z ukrajinské jeskyně

Plíseň už zabila v USA miliony netopýrů, což způsobuje obrovské ekonomické škody. Vědcům se teď po mnoha letech podařilo s velkou pravděpodobností díky analýze genomu vystopovat zdroj tohoto problému do konkrétní jeskyně na východě Evropy.
před 15 hhodinami

Velitelé Pražského povstání osvobodili Prahu, komunisté je za to potrestali

Češi na konci války Prahu osvobodili sami – prostá pravda, která se ale přes čtyřicet let nesměla vyslovit. Rudá armáda přijela do města až ve chvíli, kdy měli povstalci metropoli už fakticky ve vlastních rukou. Boje na barikádách i jinde koordinovala povstalecká velitelství. Jejich představitelé, například velitel povstání Karel Kutlvašr, byli bezprostředně po válce za hrdiny. S nástupem komunismu se z nich ale stali psanci, kteří přišli nejen o vyznamenání a hodnosti, ale často i o majetek a dokonce i svobodu.
před 16 hhodinami

Los evropský z Česka mizí. Už podruhé hrozí jeho úplné vyhynutí

Už podruhé v historii mizí z české krajiny los evropský. Ještě v 80. letech tu žilo několik menších populací, ta na Třeboňsku už ale s největší pravděpodobností také zanikla. České televizi to potvrdil jak ředitel České krajiny Dalibor Dostál, tak zoolog Správy chráněné krajinné oblasti Třeboňsko Jiří Neudert. Poslední skupina losů v Česku v současnosti žije na Šumavě. K záchraně tohoto silně ohroženého druhu by podle odborníků mohla pomoci prevence střetů se zvěří na silnicích nebo výstavba ekoduktů na migračních trasách.
před 17 hhodinami
Načítání...