JKU widerlegt alten Lehrsatz der chemischen Biologie zu Photosynthese

Die Photosynthese, der chemische Prozess, der es Pflanzen erlaubt, Sonnenlicht in Energie umzuwandeln, wurde bisher nur für Licht bis zu einer Wellenlänge von 700 Nanometern als möglich erachtet, Lichtwellen darüber hinaus galten energiearm.

Diese Annahme wurde nun durch eine internationale Forschungs-Kooperation zwischen dem Imperial College in London und der JKU widerlegt. Das Team konnte zeigen, dass bestimmte Cyanobakterien „auch unter ausschließlich langwelliger (>750 nm) Belichtung zu überleben“ in der Lage sind.

„Grenze lässt sich überschreiten“

Thomas Renger, Leiter der Abteilung für Theoretische Biophysik an der JKU, betont: „Die Grenze lässt sich überschreiten“.

Die Forscher stellten fest, dass ein spezielles langwelliges Pigment (Chlorophyll f) am Beginn der Elektronentransferkette eine zentrale Rolle bei der Umwandlung von Lichtenergie in chemische Energie spielt. Der JKU-Physiker schlussfolgert daraus: „Auch Licht mit höherer Wellenlänge als 750 Nanometern kann den Umwandlungsprozess unterstützen“.

Renger erklärt die Tragweite der Entdeckung weiter: „Unser Fund widerlegt den alten Lehrsatz der Biochemie, dass Pflanzen oder Bakterien kein, rotes Licht jenseits von 700 nm für die sauerstoffbildende Photosynthese nutzen können“.

Mögliche Auswirkungen auf die Landwirtschaft

Die Entdeckung könnte weitreichende Konsequenzen für die Agrarwirtschaft haben.

Thomas Renger hofft, dass es „langfristig gelingt, solche, rotlichtigen Chlorophylle in Nutzpflanzen einzubauen“. Dadurch könnten Nutzpflanzen „mehr Sonnenlicht für die Energieumwandlung nutzen“ und somit „sogar landwirtschaftliche Erträge deutlich steigern“.

Zum Paper: https://www.science.org/doi/10.1126/science.ado6830