În natură, fotosinteza are loc chiar și în condiții limitate de lumină, potrivit unui studiu global concentrat pe dezvoltarea microalgelor arctice după nopțile polare. Studiul a fost efectuat în timpul expediției MOSAiC desfășurate la 88° latitudine nordică. Descoperirile arată că microalgele sunt capabile să acumuleze biomasă prin fotosinteză până la sfârșitul lunii martie, chiar și în aceste regiuni nordice extreme.
În această perioadă a anului, Soarele se află doar puțin deasupra orizontului, deci este aproape complet întuneric în habitatul microalgelor de sub pătura de zăpadă și gheață a Oceanului Arctic. Rezultatele arată că fotosinteza din oceane are loc în condiții de lumină mult mai redusă, deci la adâncimi mult mai mari decât se estimase anterior.
Fotosinteza în condiții limitate de lumină
Procesul de fotosinteză convertește lumina solară în energie utilizabilă biologic și reprezintă baza vieții de pe Pământ. Totuși, măsurătorile anterioare ale cantității de lumină necesară fotosintezei au fost întotdeauna deasupra minimului teoretic posibil. Noul studiu arată că acumularea de biomasă poate avea loc în condiții de lumină foarte apropiate de acest minim.
Cercetătorii au folosit datele de la proiectul internațional de cercetare MOSAiC. Ca parte a expediției, ei au blocat spărgătorul de gheață german Polarstern în gheața din centrul Arcticii timp de un an (2019), pentru a studia ciclul anual al climatului și ecosistemului arctice.
Echipa s-a concentrat pe fitoplancton și algele din gheață. Acestea sunt responsabile pentru cea mai mare parte a fotosintezei arctice. În mod neașteptat, măsurătorile au arătat că, la doar câteva zile după încheierea lungii luni de noapte polară, biomasa plantelor era din nou formată. Senzorii de lumină extrem de sensibili din gheață și apă a făcut posibilă măsurarea cantității de lumină disponibile.
Măsurători inovative și implicații
Rezultatele au fost surprinzătoare, deoarece fotosinteza din Oceanul Arctic a avut loc sub pătura de gheață marină acoperită de zăpadă, care permite doar câtorva fotoni de lumină solară incidentă să treacă. Microalgele au avut la dispoziție pentru creștere de doar aproximativ o sută de miimi din cantitatea de lumină dintr-o zi însorită de la suprafața Pământului.
„Pentru a măsura niveluri atât de reduse ale luminii, în condițiile aspre ale iernii arctice, a trebuit să îngropăm instrumente speciale în gheața arctică în mijlocul iernii polare” – dr. Niels Fuchs, de la Institutul de Cercetări Marine al Universității din Hamburg, Germania.
Rezultatele studiului sunt importante pentru întreaga planetă. Ele arată capacitățile fotosintezei. Dacă acest proces este atât de eficient în condițiile aspre din Arctica, atunci putem presupune că și organismele din alte părți ale oceanului s-au adaptat la fel.
Această înseamnă că ar putea exista suficientă lumină pentru a produce energie utilizabilă și oxigen prin fotosinteză în adâncurile oceanelor. Deci habitatul fotosintetic din oceanul global ar putea fi mult mai extins decât s-a crezut inițial.
Sursa: SciTechDaily