【生物・物理】『光合成を行うために、量子効果を利用する植物』IFLScience 2016/10/25

マレーシアのジャングルに、peacock begonia (Begonia Pavonina)として知られる青い葉を持つ驚くべき植物がある。だがその葉が青い理由には、その色よりも凄い話がある。

植物の葉緑体には、光を減速させる結晶のような構造を持つものがある。これにより、緑色の光をより多く吸収することが可能になり、その「副作用」として青い光が反射され、我々の目にコバルト色に映るようになる。

これらの葉緑体は、熱帯雨林の林床のような光の少ない環境においては素晴らしく最適なものである。純粋に緑色のものより5パーセントから10パーセント多くの光を取り込める。

「それは本当に素晴らしいことです。植物はあらゆる障害をその場から逃げることなく対処しなければなりません。これは、植物が受け取る僅かな光を物理的に制御するよう進化してきたという証拠です。本当に素晴らしく全く驚くべき発見です」と首席著者のHeather WhitneyはPopular Mechanicsに語っている。

この研究はブリストル大学とエセックス大学のチームによって行われ、Nature Plantsで発表された。科学者たちは光合成に関連する化学反応が起こる葉緑体内のナノスケール構造体であるチラコイドの配置を調べた。

通常チラコイドは葉緑体中にランダムに分散しているが、これらのベゴニア中では、仕切りは非常に規則的に分布しており、まるで結晶のように振る舞う。チラコイドは、太陽光を利用し水と二酸化炭素をグルコースと酸素に変換する。日光が葉を通ると、規則的に並んだチラコイドが量子効果を生み出し、光を減速させ、より多くの化学反応が起こるようになる。

「我々は顕微鏡の下で、青い光をまるで鏡のように鮮やかに反射する葉緑体を発見した。この内部構造は、厚さ数百ナノメートルという極めて一様な層に自ら配列していた」と筆頭著者のMatt Jacobsは記述している。

研究者たちは、これらの特殊な葉緑体は、十分な光が得られない時のバックアップジェネレーターとして利用されていると考えている。これらは、他の多くの植物にも見られるのかもしれない。

http://www.iflscience.com/plants-and-animals/plants-use-quantum-mechanics-to-make-photosynthesis-more-efficient/

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