日陰で光を集める

植物は可視光のみに依存して成長するわけではありません。私たちの目に見える赤色を超えたスペクトルの一部、いわゆる遠赤色光も光合成に関与します。博士課程候補者のティンコ・ヤンスは、この貢献を数値で捉えるモデルを開発しました。

葉に光が当たると、主にスペクトルの青と赤の部分が光合成に使用されるとヤンス氏は説明する。緑色と遠赤色の光は主に透過または反射されます。植物が緑色なのはそのためです。遠赤は最も吸収されません。もしそれを見ることができたら、すべての植物は真っ赤になり、世界はまったく違って見えるでしょう。」

光合成が主に青と赤の光を使用するという事実は、日陰にある葉が完全に明るい場所にある葉よりもはるかに多くの遠赤色光を受け取ることを意味します。植物もこの遠赤色光を利用していることは以前から知られていました。結局のところ、日陰の植物がこれほどうまく機能する他の方法があるでしょうか?遠赤色光は、園芸分野でしばらく前から「補足」されてきました。そしてそれはうまくいきます。

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しかし、それがどのように正確に行われるかは明らかではなかった、とヤンス氏は言う。 「私たちが行ったことは、特定のスペクトルにおける光合成の収量を理解し、予測することです。」ヤンスは、既存の光合成モデルを適応させることでこの定量化を行いました。 「そのモデルは、可視光の光強度という 1 つのパラメーターのみで機能します。私たちは遠赤色部分を含むスペクトル全体を使用します。」

重要なことは、植物は遠赤色光だけでは対処できないということです。 「植物はその光だけでは何もしません」とヤンスは言います。 「このプロセスには白色光が必要です。遠赤を加えると、より多くの光合成が行われます。」彼が開発したモデルは、植物がこれをどれだけ効率的に行うか、遠赤色をどの程度うまく利用するか、そしてそれにどのランプを使用できるかを示しています。

遠赤色光だけでは植物は何もしない

ティンコ・ヤンス、生物物理学研究室の博士課程学生

遠赤を加えると光合成が増加します。問題はそれが経済的にも成り立つかどうかだ。 「結局のところ、追加の投資が必要です」とヤンス氏は言います。 ‘そして、無限に遠赤を追加することもできません。ある時点で飽和が発生するか、CO2 の吸収が問題になります。オプションとして、遠赤色をローカルの影にのみ追加することもできます。

遠赤の効果はさらに広がります。植物は日陰にあることを知らせる信号としてもそれを使用します。ヤンス:「遠赤になる植物は長くなるので、他の植物よりも目立つようになります。」したがって、植物は形を変えます。それが遠赤の長期的な影響です。博士課程の残りの期間で、成長と光合成への影響​​の両方を予測するモデルを開発したいと考えています。」