Các loài cây này vẫn quang hợp sâu ở Bắc Cực ngay cả khi không có ánh sáng. Điều này đã được các nhà nghiên cứu khám phá và đưa ra kết luận đầy ngạc nhiên. Những loài thực vật phù du ở đó có khả năng hoạt động dưới tất cả điều kiện khắc nghiệt của môi trường. Điều này khẳng định rằng cuộc sống có thể tồn tại, thậm chí phát triển, trong bóng tối tuyệt đối.
#quanghợp #bếcsongười #câyvạnhợp #ánhsángthấp #nghiêncứuđộcđáo #mùabăng #bắccực #sinhvậtphùdu
Nguồn: https://www.wired.com/story/how-does-life-happen-when-theres-barely-any-light/
Phiên bản gốc của Câu chuyện này xuất hiện trong Tạp chí Quanta.
Hầu hết các động cơ của cuộc sống chạy trên ánh sáng mặt trời. Các photon lọc xuống trong khí quyển và háo hức được hấp thụ bởi các sinh vật chạy bằng ánh sáng như thực vật và tảo. Thông qua quá trình quang hợp, các hạt ánh sáng cung cấp năng lượng cho phản ứng tế bào sản xuất năng lượng hóa học (dưới dạng đường), sau đó được truyền qua mạng lưới thực phẩm trong một điệu nhảy phức tạp của động vật ăn cỏ, động vật ăn thịt, người nhặt rác, phân hủy, v.v.
Vào một ngày nắng đẹp, có rất nhiều photon để đi xung quanh. Nhưng điều gì xảy ra ở ánh sáng yếu? Các nhà sinh học từ lâu đã tò mò về việc quá trình quang hợp nhẹ có thể chạy trên đường hoặc có bao nhiêu photon cần đến, và nhanh như thế nào, đối với máy móc quang hợp của một tế bào để xử lý carbon dioxide thành oxy và năng lượng. Các tính toán đã gợi ý tối thiểu lý thuyết khoảng 0,01 micromoles photon trên một mét vuông mỗi giây, hoặc dưới một trăm nghìn ánh sáng của một ngày nắng.
Trong nhiều thập kỷ, tính toán này là lý thuyết, do những khó khăn của việc nghiên cứu quang hợp dưới ánh sáng yếu. Không ai có thể xác nhận nó trên cánh đồng, mặc dù có rất nhiều nơi trên trái đất mà ánh sáng hầu như không đạt được. Mỗi mùa đông ở Bắc Cực cao, ví dụ, mặt trời, bị che khuất bởi độ nghiêng của trái đất, biến mất trong nhiều tháng. Mét của tuyết phủ băng biển và chặn ánh sáng đến, để lại đại dương lạnh lẽo bên dưới tối như bên trong một ngôi mộ. Ở đó, các nhà sinh học giả định, quang hợp vi mô sống trong nước và nước đá xuống cho mùa và chờ đợi sự ấm áp và ánh sáng trở lại.
Mọi người nghĩ về đêm cực vì những điều kiện sa mạc nơi có rất ít cuộc sống, và mọi thứ đều đang ngủ và ngủ đông và chờ đợi vào mùa xuân tới, ông nói Clara Hoppemột nhà khí sinh học tại Viện Alfred Wegener ở Đức. Nhưng thực sự, mọi người chưa bao giờ thực sự nhìn vào nó.
Vào mùa đông năm 2020, Hoppe đã dành nhiều tháng sống trên một con tàu rơi vào một dòng băng, qua đêm cực, để nghiên cứu các giới hạn của quang hợp trong bóng tối. Nghiên cứu gần đây của nhóm về Truyền thông Tự nhiên đã báo cáo vi mô Phát triển và sinh sản ở mức độ ánh sáng ở hoặc gần với mức tối thiểu lý thuyết thấp hơn so với trước đây được quan sát thấy trong tự nhiên.
Nghiên cứu cho thấy ở một số nơi lạnh nhất, tối nhất trên trái đất, cuộc sống nở rộ với lượng tử ánh sáng nhất. Ít nhất một số thực vật phù du, trong một số điều kiện, có thể có thể làm một số điều rất hữu ích ở ánh sáng rất thấp, ông nói Douglas Campbellmột chuyên gia về quang hợp dưới nước tại Đại học Mount Allison ở Canada, người không tham gia vào nghiên cứu. “Đó là công việc quan trọng.”
Sức mạnh của mặt tối
Theo truyền thống, các nhà khoa học đã hiểu Bắc Cực là nơi ứ đọng trong suốt cả năm. Vào mùa đông, các sinh vật có thể chạy trốn khỏi vùng nước lạnh lẽo làm như vậy; Những người ở lại sống ngoài dự trữ dự trữ hoặc chìm vào một giấc ngủ im lặng. Sau đó, khi mặt trời trở lại, nơi này trở lại với cuộc sống. Trong mùa xuân nở rộ, một sự bùng nổ trong tảo quang hợp và các vi khuẩn khác khởi động hệ sinh thái Bắc Cực, thúc đẩy một sự vui chơi hàng năm, với các loài giáp xác nhỏ, cá, hải cẩu, chim, gấu bắc cực, cá voi, v.v.
Dường như hoành tráng rằng bất kỳ thực vật phù du nào cũng có thể bắt đầu sớm hơn so với cuộc thi có thể có một mùa hè thành công hơn. Điều này khiến cô tự hỏi khi nào, chính xác, các sinh vật có thể phản ứng với ánh sáng trở lại.
