Lundaforskare kartlägger fotosyntesens alla steg för första gången

Fotosyntesen är grunden för nästan allt liv på jorden och forskare har studerat dess principer i över ett sekel. Trots detta har det tidigare varit tekniskt omöjligt att i detalj observera vad som sker direkt efter att solljuset träffar en levande cell. I en ny studie ledd av kemiprofessor Donatas Zigmantas vid Lunds universitet har forskarna dock lyckats följa hela reaktionskedjan steg för steg hos levande purpurbakterier.

Men hur fungerar egentligen förloppet på molekylär nivå? Genom att utveckla en ny spektroskopisk metod har forskarlaget kunnat mäta hur ljusenergin rör sig genom bakteriens strukturer. Processen inleds med att solljuset absorberas av en molekylär antenn. Därefter slussas energin genom flera delmoment fram till cellens reaktionscentrum, där den infångade strålningen slutligen omvandlas till lagrad kemisk energi.

Undersökningen visar också hur effektiv naturens mekanism är: i de inledande stegen sker processen med en kvanteffektivitet nära 100 procent, vilket betyder att i princip varje enskild foton som träffar systemet omvandlas till en elektron. Den detaljerade kartläggningen ger grundforskningen nya svar på hur biologiska system minimerar energiförluster, kunskap som på sikt kan inspirera mer effektiva tekniska lösningar för att fånga och lagra solenergi.