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As plantas se alimentam e vivem através da fotossíntese. Através desse processo, elas produzem energia, ou seja, glicose, a partir da luz solar. Elas fazem isso absorvendo o gás carbônico da atmosfera e água e liberam oxigênio como um subproduto.
Isso todos já sabem e estudam desde a escola. No entanto, como a fotossíntese começa sempre foi uma questão para os cientistas, pelo menos até agora. Isso porque, um estudo recente mostrou que a reação orgânica dos organismos que fazem fotossíntese é sensível à menor quantidade de luz possível, ou seja, um único fóton.
Antes desse estudo, há anos os cientistas supunham que um único fóton já era suficiente para que todo o processo químico começasse. “Ninguém jamais apoiou essa suposição com uma demonstração”, afirmou Quanwei Li, o primeiro autor do estudo.
Fotossíntese
Oficina verde lisboa
Nas décadas de 1970 e 1980, os avanços da tecnologia deram aos pesquisadores a possibilidade de entenderem os processos químicos individuais nas reações. Contudo, na época, ainda não era possível que eles soubessem como esse processo realmente começava.
Agora, os pesquisadores desse novo estudo conseguiram identificar que somente um fóton consegue começar o processo de fotossíntese. Para saber disso, os pesquisadores da Universidade da Califórnia em Berkeley, do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia e da Universidade de Maryland, todos nos EUA, fizeram a estimulação de fótons únicos e condições ambientais do complexo coletor de luz de uma bactéria roxa que faz a fotossíntese.
Com isso, o primeiro fóton que eles geraram foi chamado de “arauto” e foi observado através de um detector altamente sensível. “Se você tem apenas um fóton, é muito fácil perdê-lo. Essa foi a dificuldade fundamental desse experimento e é por isso que usamos o fóton arauto”, disse Graham Fleming, que coliderou a investigação.
“Uma grande quantidade de trabalho, teórica e experimentalmente, foi feita em todo o mundo tentando entender o que acontece depois que um fóton é absorvido. Mas percebemos que ninguém estava falando sobre o primeiro passo. Essa ainda era uma pergunta que precisava ser respondida em detalhes”, continuou ele.
Como começa
Galileu
Por conta disso que os pesquisadores fizeram a análise de mais de 17,7 bilhões de eventos de detecção de fótons arautos para ter a certeza de que as observações pudessem ser da absorção de um único fóton sem que nenhum outro fator tivesse influência. Eles também avaliaram aproximadamente 1,6 milhão de eventos de detecção de fótons fluorescentes.
No estudo, os pesquisadores também analisaram as estruturas de absorção de luz da bactéria roxa, chamada LH2, que foi usada no experimento. Como resultado, eles descobriram que fótons no comprimento de onda de 800 nanômetros (nm) são absorvidos através de um anel de nove moléculas de bacterioclorofila em LH2. É justamente isso que faz com que a energia passe para um segundo anel, de 18 moléculas de bacterioclorofila, que consegue emitir fótons fluorescentes em 850 nm.
Essa energia dos fótons iria continuar sendo transferida para as outras moléculas em bactérias nativas até que ela fosse o suficiente para começar a química da fotossíntese. No entanto, no experimento feito, no momento em que os LH2s foram separados de outros maquinários celulares, poder detectar o fóton d 850 nm foi um sinal definitivo de que o processo tinha começado.
“Acho que a primeira coisa é que esse experimento mostrou que você pode realmente fazer coisas com fótons individuais. Portanto, esse é um ponto muito, muito importante. Nosso objetivo é estudar a transferência de energia de fótons individuais através do complexo fotossintético nas escalas temporais e espaciais mais curtas possíveis”, concluiu Birgitta Whaley, coautora do estudo.
Processo
Les Peaux
Nós sabemos que as plantas podem fazer fotossíntese, mas será que algum dia os humanos vão evoluir e serem capazes também de fazer esse processo? Existem biólogos, como Christina Agapaki, que estão explorando essa possibilidade com uma profundidade. Eles até mesmo tentaram criar seus híbridos de plantas com animais. A construção de um humano fotossintético está longe, mas novas pesquisas mostram um mecanismo biológico intrigante que pode impulsionar esse campo de estudo.
Segundo o Laboratório de Biologia Marinha do Woods Hole, os cientistas descobriram o segredo por trás da Elysia chlorotica, que é a brilhante lesma do mar verde. Ela se parece com uma folha, e come a luz do sol como se fosse uma folha. Contudo, ela é, na verdade, um animal.
O que acontece é que esse animal tem a sua cor vívida consumindo algas e pirateando seus genes de fotossíntese. Ele é o único exemplo que se conhece de um organismo multicelular que pega o DNA de outro.
“Não há como, na Terra, genes de algas funcionarem dentro de uma célula animal. E ainda aqui, eles fazem. Eles permitem que o animal confie na luz do sol para sua nutrição”, disse em comunicado o coautor do estudo, Sidney K. Pierce.
Quando o assunto é aproveitar a energia do sol, os humanos evoluíram por bilhões de anos na direção evolucionária errada. Enquanto as plantas se tornaram finas e transparentes, os animais ficaram mais espessos e opacos. As plantas se movem lentamente para pegar o suco de sol, enquanto os animais precisam se movimentar para conseguir energia através do alimento. E se for olhado nas menores escalas da biologia, nossas células e nosso código genético não são muito diferentes. É essa surpreendente convergência que permite que um animal roube a fotossíntese para si.
“Meu pensamento era, se pudéssemos obter cloroplastos na pele humana, bem, talvez pudéssemos manter uma pessoa submersa para sempre”, comentou Pierce.
“Se você está perguntando, posso me tornar totalmente fotossintético, eu diria que primeiro, você teria que parar de se mover completamente. Segundo, você teria que se tornar transparente”, disse Agapakis.
Fonte: Galileu
Imagens: Oficina verde lisboa, Les Peaux
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