Fotosynteesistä on löydetty epätavallinen kvanttiefekti

Yhdysvaltain Kansallisen Energialaitoksen [U.S. Department of Energy's (DOE)] Argonne Laboratorion ja Notre Dame yliopiston Säteilylaboratorion tutkijat ovat löytäneet epätavallisen kvanttiefektin fotosynteesin alkuvaiheesta.

Tutkijat käyttivät huippunopeaa spektroskooppia nähdäkseen mitä atomitasolla tapahtuu fotosynteesin alkuvaiheessa.

"Jos vertaat fotosynteesiä maratoniin, niin me tarkastelemme vaihetta, jossa juoksija on juuri irronnut lähtötelineistä", sanoo biokemisti David Tiede.

Kaikilla fotosynteesiin pystyvillä eliöillä (bakteerit, levät ja kasvit) on samanlainen rakenne, jota kutsutaan fotosynteesin reaktiokeskukseksi. Reaktiokeskuksen pigmenttimolekyylit eli kromoforit ottavat talteen fotonin (valokvantin) energian. Kun fotoni osuu reaktiokeskukseen, se kiihdyttää yhden kromoforissa olevan elektronin. Seuratessaan tätä fotosynteesin alkuvaihetta Argonne laboratorion tutkijat huomasivat jotakin, mitä kukaan muu ei ollut aiemmin havainnut: yksittäinen fotoni näytti kiihdyttävän useiden kromoforien elektroneja samanaikaisesti.

Tutkimuksen mukaan fotosynteesin valonsieppausprosessi näyttää olevan paljon tehokkaampi kuin aikaisemmin on päätelty klassisen biofysiikan perusteella.

Kemisti Gary Wiederrecht kertoo:
"Se jättää meidät ihmettelemään: kuinka luontoäiti loi tämän uskomattoman elegantin ratkaisun?"

Uusi tutkimustulos voi merkittävästi auttaa tutkijoita keinotekoisen fotosynteesijärjestelmän kehittämisessä, vaikka tutkijoiden kehittämät laitteet ovat vielä kaukana kasvien fotosynteesin tehokkuudesta. Tiede sanoo, että eräs syy tähän on se, että tutkijat eivät osaa jäljitellä luonnon molekyylimatriisia, jossa kromoforit sijaitsevat. "Seuraava vaihe olisi rakentaa tällainen matriisi, jolloin nyt havaitut kvanttiefektit voisivat olla mahdollisia."

Koska havaittu kvanttiefekti tapahtuu hyvin nopeasti - alle triljoonasosa (trillionth) sekunnissa - tutkijoiden on hyvin vaikea saada siitä yksityiskohtaista tietoa.

"Se saa meidät ihmettelemään onko se todella siellä vain sattumalta, vai kertooko se meille jotain hienovaraista ja ainutlaatuista näistä materiaaleista" tutkija David Tiede sanoo ja jatkaa "Joka tapauksessa olemme pääsemässä fotosynteesin energiamuunnoksen alkulähteille."

On hyvin mielenkiintoista, että kehitysoppiin uskovat tieteentekijät ryhtyvät ihmettelemään sitä, onko joku luonnosta löydetty teknisesti hyvin korkeatasoinen ratkaisu todella olemassa sattumalta? Eihän heidän pitäisi sellaista pohtia. Jos kehitysoppi on totta, niin sattuma on silloin ainoa mahdollinen selitys. Jos joku olemassa oleva ei ole suunniteltu, niin silloin se on olemassa sattumalta.

Vaikka ennustaminen ei olekkaan rakkikoirulin purulaji, niin rakkikoiruli tekee silti seuraavan uhkarohkean veikkauksen:

• Mikäli fotosynteesin alkuvaiheen kvanttiefektistä saadaan tarkempaa tietoa, niin silloin alkaa näyttää yhä selvemmältä, että eliöiden fotosynteesin valokvantin vangitsemistapa on paras ja tehokkain mahdollinen. Tai se on parempi kuin miljoona muuta satunnaista valokvantin energian talteenottamistapaa.

Lähde:

http://www.sciencedaily.com/releases/2012/05/120524092932.htm