《科学》：英国研究人员发现一种新型光合作用 利用近红外光

据美国《每日科学》网站报道，根据近日发表于《科学》杂志上的一篇论文，英国帝国理工学院牵头的一个国际科研团队发现，在阴暗环境下生存的蓝藻内，存在一种新型光合作用。与目前地球上占主导地位的利用红光的光合作用不同，新光合作用利用的是近红外光。该发现不仅改变了人们对光合作用基本原理的认识，甚至还可能改写课本。

研究人员解释，目前我们所知的光合作用是通过叶绿素-a来收集光线，并利用光能制造有用的生化物质和氧气。由于叶绿素-a存在于已知的所有植物、藻类及蓝藻中，因此人们普遍认为，红光的能量为光合作用设置了“红光限制”——在产生氧气的化学过程中需要的最少能量。

然而科研团队发现，一些在低能量的近红外光下生长的蓝藻，使用叶绿素-f来进行光合作用，打破了叶绿素-a一统天下的局面——这就是超越“红光限制”的光合作用。

人们此前曾发现，另一种蓝藻（Acaryochloris）也可进行超越“红光限制”的光合作用。但由于其仅发生在单一物种内，且生长地特殊，故被认为是孤例。最新发现的基于叶绿素-f的光合作用则代表了第三种广泛存在的光合作用。

研究人员指出，这种光合作用只存在于特殊的红外光丰富的阴暗环境中，正常光照环境仍是标准红光形式光合作用的“天下”。此外有人认为，超越“红光限制”会导致更严重的光损伤。但新研究表明，在稳定的阴暗环境中，光损伤并非问题。

研究负责人、帝国理工学院生命科学学院的比尔·卢瑟福教授认为：“这种新型光合作用改变了我们对标准光合作用‘内核’的认识，是一项改写教科书的发现。”

研究人员还表示，新发现也为搜寻外星生命提供了新思路。此外，研究这些蓝藻如何保护自己免受光的亮度变化所导致的损伤，有助于发现更好的作物改良方法。

原文：Photochemistry beyond the red limit in chlorophyll f–containing photosystems

DOI号：10.1126/science.aar8313