Альтернативные спектры поглощения для растений

Хлорофилл-а (основной), хлорофилл-b и (?) бета-каротин (плюс другие вспомогательные пигменты/каротиноиды) определяют, какие части электромагнитного спектра используются растениями в качестве энергии.

Поглощение

Фактическое производство

Некоторые дополнения

Из-за этих ограничений растения используют только часть доступного спектра.

Выход Солнца:

Солнце

Очевидно, что растения эволюционировали, чтобы работать в нашей среде, то есть с тем, что испускает Солнце.

Существуют ли какие-либо другие гипотетические химические соединения, которые могут преобразовывать энергию из других частей спектра? Бонусные баллы, если они сделаны из обычных атомов, а не из более редких и высших элементов.

то есть: если бы у вас была другая звезда с разными уровнями выходного излучения (а есть ли они? Я думаю , что Солнце является излучателем абсолютно черного тела, и все эти кривые в целом выглядят одинаково??), какие типы химических соединений вы могли бы встретить в ней? их экосистемы?

Меня интересует отработанное тепло. Может ли поглощение более широкого спектра привести к перегреву установки и падению эффективности? Будет ли падение больше, чем прибыль?
Бактериохлорофилл может работать. Он использует совершенно другую часть спектра.
Кривые черного тела обычно имеют одинаковую форму, но частотный пик весьма резко смещается с изменением температуры. Вы можете полностью погрузиться в синий спектр и, таким образом, потребовать соответствия растительных пигментов.
В то время как излучение звезд может немного меняться (спросите об этом на Astronomy.SE), спектр поглощения атмосферы сильно зависит от ее состава.

Ответы (2)

Edit2 Наконец, получение искусственной/гипотетической части - это то, о чем вы действительно просили. Я углубился в это.

Искусственный фотосинтез

Текущее исследование

Существует исследование искусственного фотосинтеза , посвященное тому, какие потенциальные вещества можно использовать для создания фотосистемы.

Фотосенсибилизаторы , обычно используемые в искусственном фотосинтезе, представляют собой в основном металлосодержащие комплексы , включающие платину , родий , иридий и чаще всего рутений в виде полипиридиновых комплексов рутения.

Органическими комплексами, успешно используемыми в качестве фотосенсибилизаторов, являются эозин Y и бенгальская роза .

Гипотетические фотосистемы

Частью фотосистемы, определяющей, какие длины волн можно использовать для фотосинтеза, является светособирающий комплекс .

А теперь , чтобы ответить на ваш первоначальный вопрос

Существуют ли какие-либо другие гипотетические химические соединения, которые могут преобразовывать энергию из других частей спектра?

Да это так. Много . _

Поглощение фотона молекулой может привести к электронному возбуждению, когда энергия захваченного фотона совпадает с энергией электронного перехода.

Таким образом, любая молекула, способная поглощать фотоны/электромагнитное излучение – будь то видимый свет или что-то еще – может быть использована для сбора света/излучения.

Естественный фотосинтез в растениях

плюс другие вспомогательные пигменты / каротиноиды

Просто добавим несколько дополнительных пигментов для справки:

Имя | максимум поглощения

  • Хлорофилл с | 500-600нм
  • Хлорофилл д | 710 нм
  • Хлорофилл f | 720нм

Естественный фотосинтез у других организмов

Фиолетовые бактерии

Как упоминалось в комментариях, есть также бактериохлорофилл , который содержится в пурпурных бактериях.

Имя | максимумы поглощения

  • Бактериохлорофилл а | 805, 830-890
  • Бактериохлорофилл б | 835-850, 1020-1040
  • Бактериохлорофилл с | 745-755
  • Бактериохлорофилл cs| 740
  • Бактериохлорофилл d | 705-740
  • Бактериохлорофилл е | 719-726
  • Бактериохлорофилл f | 700-710
  • Бактериохлорофилл г | 670, 788

Цианобактерии, красные водоросли и глаукофиты

Фикобилисомы , обнаруженные в этих организмах, могут собирать свет в диапазоне от 500 до 650 нм в зависимости от их структуры.

И чтобы дать вам представление о том, что, по мнению ученых, возможно с точки зрения природного фотосинтеза / фотосинтетических пигментов на Земле, проверьте http://sydney.edu.au/news/84.html?newsstoryid=5463 . Цитата из статьи:

«Открытие этого нового хлорофилла полностью перевернуло традиционное представление о том, что для фотосинтеза необходим свет высокой энергии», — сказал доктор Чен.

«Удивительно, что эта новая молекула, с простым изменением ее химической структуры, может поглощать свет с чрезвычайно низкой энергией. Это означает, что фотосинтезирующие организмы могут использовать гораздо большую часть солнечного спектра, чем мы думали ранее, и что эффективность фотосинтеза намного больше, чем мы когда-либо представляли.

Поскольку это испускание тепловых/инфракрасных длин волн... какой выход имеет человеческое тело? то есть: можем ли мы запустить наши собственные ребризеры кислородной установки?
Этот «другой подход» был тем, о чем я пытался спросить в своем вопросе. :)

Уже существует. Осенью растения умеренного пояса жертвуют хлорофиллом для производства различных пигментов. Эти пигменты используют малоинтенсивное осенне-зимнее солнце.

Ожидается, что ответы здесь будут четкими, авторитетными, автономными и объяснят, почему они верны. В будущем, пожалуйста, пишите более двух коротких предложений. Вы могли бы приложить некоторые усилия и рассказать нам о ксантафилле и длинах волн, которые он поглощает, и его относительной эффективности, или о холекальцифероле — факте, что он почти на 2000% более энергоэффективен в цепи переноса электронов.
Альтернативные спектры поглощения для растений
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v