Ученые из института Карнеги предложили новый подход для изучения фотосинтетической активности растений

Растения преобразовывают энергию из солнечного света в химическую энергию в процессе, называемом фотосинтез. Эта энергия передается затем людям и животным, которые едят растения, и, таким образом, фотосинтез является основным источником энергии для всего живого на Земле.

Но фотосинтетическая активность в различных регионах меняется из-за взаимодействия человека с окружающей средой, в том числе в результате изменения климата, что делает масштабные исследования фотосинтетической активности очень перспективным направлением. Новое исследование специалистов университета Карнеги во главе с Джо Берри показывает принципиально новый подход для измерения активности фотосинтеза, происходящего по всей планете. Результаты исследования опубликованы на этой неделе в Трудах Национальной академии наук (Proceedings of the National Academy of Sciences – PNAS).

Их работа основана на прорыве в возможностях использования спутниковых технологий для измерения света, который излучается на листья растений в качестве побочного продукта фотосинтеза. Этот свет называется флуоресценцией и он происходит, когда солнечный свет возбуждает пигменты chloropyll. Метод предлагает прямое измерение активности происходящего процесса со спутников. Прежние подходы к обнаружению активности фотосинтеза в больших масштабах были менее прямыми и не были основным инструментом для оценки производительности фотосинтеза в планетарном масштабе. Точность этих моделей было трудно оценить.

"Этот новый метод использует спутниковые снимки флуоресценции в процессе фотосинтеза. Это меняет все. Это впервые дает нам непосредственное наблюдение фотосинтеза в больших масштабах", – сказал Берри.

В отчете приводятся наблюдения флуоресценции на больших площадях сельскохозяйственных культур на Среднем Западе США . Данные показывают, что предыдущие модели на основе оценки фотосинтеза являются слишком низкими.

Более того, эти исследования дают новый и улучшенный инструмент для оценки сравнительной продуктивности житниц мира, таких как Индо-Гангской равнины и Восточного Китая. Взаимосвязь между флуоресценцией, измеренной в кукурузном поясе также предоставляет возможность для исследователей оценить в близком к реальному времени объемы производство в других, несельскохозяйственных районах мира, в том числе на просторах необрабатываемых лесов и лугах.

Эта работа была поддержана Программой Эмми Нетер (проект GlobFluo) немецкого исследовательского фонда, научной программой изучения углеродного цикла НАСА, а также программой изучения влажности почвы НАСА. Институт Карнеги по науке (carnegiescience.edu ) является частной, некоммерческой организацией со штаб-квартирой в Вашингтоне, округ Колумбия, с шестью научно-исследовательскими подразделениями по всей территории США. С момента своего основания в 1902 году, Институт Карнеги сразу же стал новаторской силой в фундаментальных научных исследованиях. Ученые института Карнеги являются лидерами в изучении биологии растений, биологии развития, астрономии, материаловедении, глобальной экологии Земли и планетологии.