Nieuw licht op fotosynthese

Nieuw licht op fotosynthese

Je staat er misschien niet bij stil, maar bijna al ons voedsel is het resultaat van fotosynthese. Meer voedsel nodig? Fotosynthese is de plek om te beginnen. Want hoewel planten er al heel goed in zijn, kan het beter. Zo ontdekten Wageningse plantonderzoekers onlangs dat sommige pigmenten in de bladeren licht verspillen.

Al meer dan een halve eeuw bestuderen wetenschappers de manier waarop planten licht benutten voorfotosynthese. Dat is niet zo’n gek idee, want hoe beter een plant het aanwezige licht gebruikt, hoe meer fotosynthese hij kan bedrijven en hoe meer hij dus zal groeien. En dat betekent meer voedsel voor ons. Om even je geheugen op te frissen: planten halen hun energie uit zonlicht. Tijdens de fotosynthese worden CO2en water onder invloed van licht omgezet in zuurstof en suiker.

Wetenschappers van de Wageningen Universiteit hebben in samenwerking met hun collega’s van de Vrije Universiteit en onderzoeksbureau Plant Lighting nu ontdekt dat planten zonlicht verspillen. Ze ontdekten kleurstoffen in de bladeren die zonlicht opnemen zonder het nuttig in te zetten voor fotosynthese. De resultaten stonden vorige week online in het wetenschappelijke tijdschrift Plant Cell.

Lichtkleur

Het is al lange tijd bekend dat de efficientië waarmee planten aan fotosynthese doen afhangt van hetlichtspectrum dat op hun bladeren valt. Zoals je misschien weet bestaat zonlicht niet uit één kleur, maar uit alle kleuren van de regenboog. Planten hebben verschillende kleurstoffen in hun bladeren, oftewel bladpigmenten, die elk een eigen lichtspectrum opnemen.

De Wageningse plantenbiologen wierpen nieuw licht op de kwestie door van komkommerplanten onder twintig verschillende kleuren licht de mate van fotosynthese te meten. Waarom komkommers? “Komkommers zijn snel te kweken en hebben bladeren die mooi horizontaal staan, zodat de lichtintensiteit die op het blad valt overal gelijk is”, zegt plantwetenschapper Sander Hogewoning die nauw betrokken was bij het onderzoek.

Planten bleken hun bladeren aan te passen aan de lichtkleur die aanwezig is op de plaats waar ze groeien. Als het lichtspectrum verandert – bijvoorbeeld van schaduw naar zon als een naburige boom omvalt – dan raakt de fotosynthese van de plant tijdelijk uit evenwicht. Maar de fotosynthese was snel hersteld in de nieuwe omgeving. Daarnaast zagen de onderzoekers dat de meeste fotosynthese plaatsvindt bij beschijning met een combinatie van verschillende kleuren licht. Dan is handige informatie voor tuinbouwers: zij kunnen hun tuinbouwkassen energiezuiniger belichten.

Verspillende pigmenten

De opvallendste ondekking was echter dat bladpigmenten die niet bij fotosynthese betrokken zijn licht verspillen. Zulke pigmenten namen wel licht op, maar zetten het vervolgens niet in voor fotosynthese. In elke plant vangt het bladgroen van alle kleuren van de regenboog op en gebruikt die lichtenergie voor fotosynthese. Dan zijn er pigmenten genaamd carotenen, die blauw en groen licht opvangen en dat gedeeltelijk inzetten voor fotosynthese. Maar de derde groep bladpigmenten, de fenolen, blijken het blauwe, groene en UV-licht dat ze opvangen helemaal niet te gebruiken voor fotosynthese.

De wetenschappers werken inmiddels aan de vertaling van deze nieuwe kennis naar betere gewassen die méér voedsel opleveren. Via veredeling zou je de hoeveelheid verspillende bladpigmenten omlaag kunnen brengen. Maar ze er helemaal uit kweken is geen optie. “De fenolen hebben wel degelijk een functie: insecten vinden ze vies en ze werken als een soort zonnebrandcrème door de plant te beschermen tegen schadelijke gevolgen van UV-licht”, aldus Hogewoning. Vooral planten in kassen – waarin nauwelijks UV doordringt – kunnen misschien wel wat van die pigmenten missen.

Bron

Sander W. Hogewoning e.a. ‘Photosynthetic quantum yield dynamics: from photosystems to leaves’. Plant Cell. Online publicatie op 22 mei 2012.

Dit nieuwsbericht verscheen 31 mei 2012 op Kennislink

Reageer