Fitochromy są oczami roślin. Pozwalają im wykrywać zmiany w kolorze, natężeniu i jakości światła, dzięki czemu rośliny mogą reagować i dostosowywać się.

“Kontrolują wszystkie aspekty życia rośliny”, mówi Clark Lagarias, profesor biochemii na Uniwersytecie Kalifornijskim w Davis.

Fitochromy z roślin lądowych reagują na światło czerwone-rośliny pochłaniają światło czerwone i odbijają światło zielone, dlatego wyglądają na zielone. Czerwone światło nie przenika daleko w wodzie, a niektóre morskie i przybrzeżne algi brakuje genów fitochromu.

Ale inni nie, więc Lagarias i koledzy spojrzeli na właściwości fitochromów z różnych alg i odkryli, że fitochromy z alg, w przeciwieństwie do tych z roślin lądowych, są w stanie odbierać światło w całym spektrum widzialnym-niebieski, zielony, żółty, pomarańczowy, czerwony i dalekiej czerwieni.

To szerokie spektralne pokrycie prawdopodobnie pomaga algom wykorzystać każde światło, które mogą w oceanie, Lagarias mówi, czy dostosowanie ich światło-zbieranie chemii dla zmieniających się warunków, lub rosnące i tonące w słupie wody jako poziom światła na powierzchni change.

Because różne kolory światła przenikają do różnych głębokości w wodzie, glony twarz wyzwania w świetle zbierania że rośliny lądowe nie. Nowe badania, opublikowane w Proceedings of the National Academy of Sciences, pokazują, że algi mogą stanąć na wysokości zadania.

‘Been there and back again’

Fitochromy same w sobie mają długą historię ewolucji i prawdopodobnie powstały z interakcji między tlenem a bilinami, cząsteczki pigmentu ściśle związane z chlorofilu i tlenu przenoszenia pigmentu hemu w hemoglobinie, Lagarias mówi.

Przodek forma wydaje się być wrażliwe na światło czerwone, podobne do fitochromów nowoczesnych roślin lądowych. Ale między początkiem i dzisiaj, fitochromy przeszedł przez etap ogromnej różnorodności, kiedy mogli wykryć znacznie szerszy zakres długości fal.

“To cząsteczka, która była tam i z powrotem,” Lagarias mówi.

Odkrycia pomagają naukowcom lepiej zrozumieć rolę światła i reakcji na światło w kształtowaniu ekologii, jak również model, jak żywe komórki reagują na światło. Mogą one również pomóc w hodowli roślin wodnych, które mogą skorzystać z różnych warunków świetlnych.

Autorzy na papierze są z UC Davis, Rutgers University, Monterey Bay Aquarium Research Institute i Canadian Institute for Advanced Research. National Institutes of Health, National Science Foundation, US the Department of Agriculture, Department of Defense, the Packard Foundation, and the Gordon and Betty Moore Foundation provided funding.

.