Fytochromy jsou oči rostlin. Umožňují jim zjišťovat změny barvy, intenzity a kvality světla, aby na ně rostliny mohly reagovat a přizpůsobit se jim.

“Řídí všechny aspekty života rostlin,” říká Clark Lagarias, profesor biochemie na Kalifornské univerzitě v Davisu.

Fytochromy suchozemských rostlin reagují na červené světlo – rostliny pohlcují červené a odrážejí zelené světlo, proto vypadají zeleně. Červené světlo neproniká daleko do vody a některé mořské a pobřežní řasy geny pro fytochromy postrádají.

Jiné však ne, takže Lagarias a jeho kolegové zkoumali vlastnosti fytochromů z různých řas a zjistili, že fytochromy z řas jsou na rozdíl od fytochromů suchozemských rostlin schopny vnímat světlo v celém viditelném spektru – modré, zelené, žluté, oranžové, červené a daleké červené.

Tento široký spektrální záběr pravděpodobně pomáhá řasám využívat veškeré světlo, které v oceánu mohou, říká Lagarias, ať už jde o přizpůsobení chemie sklízení světla měnícím se podmínkám, nebo o stoupání a klesání ve vodním sloupci podle toho, jak se mění hladina světla na hladině.

Protože různé barvy světla pronikají do různých hloubek vody, čelí řasy při sklízení světla problémům, které suchozemské rostliny nemají. Nový výzkum publikovaný v časopise Proceedings of the National Academy of Sciences ukazuje, že řasy se s tím dokážou vyrovnat.

“Byl tam a zase zpátky”

Fytochromy samotné mají dlouhou evoluční historii a pravděpodobně vznikly interakcí mezi kyslíkem a biliny, pigmentovými molekulami úzce spjatými s chlorofylem a hemovým pigmentem přenášejícím kyslík v hemoglobinu, říká Lagarias.

Předchozí forma je zřejmě citlivá na červené světlo, podobně jako fytochromy moderních suchozemských rostlin. Mezi vznikem a dneškem však fytochromy prošly fází obrovské rozmanitosti, kdy dokázaly detekovat mnohem širší spektrum vlnových délek.

“Je to molekula, která byla tam a zase zpátky,” říká Lagarias.

Objev pomáhá vědcům lépe pochopit roli světla a reakce na světlo při utváření ekologie a také model toho, jak živé buňky reagují na světlo. Mohly by také pomoci při šlechtění vodních plodin, které by mohly využívat různé světelné podmínky.

Spolutvůrci článku jsou z Kalifornské univerzity v Davisu, Rutgersovy univerzity, výzkumného ústavu Monterey Bay Aquarium a Kanadského institutu pro pokročilý výzkum. Finanční prostředky poskytly Národní ústavy zdraví, Národní vědecká nadace, americké ministerstvo zemědělství, ministerstvo obrany, Packardova nadace a Nadace Gordona a Betty Mooreových.

.