隐芽海藻擅长收割阳光

隐花藻类具有超强的光吸收能力。

照片来源:德斯蒙德·托阿

在海藻吃海藻的世界里，单细胞光合生物位于海洋的顶端，可以吸收最多的阳光。在亚层中，隐花藻类生活在光子的竞争中，它们生存的关键是快速捕获光能并将其转化为食物。相关论文最近发表在《化学》杂志上。这一发现将有助于新一代光捕获系统的仿生设计。

普林斯顿大学的研究人员利用超短激光脉冲发现，藻类光捕获能力的激增是由于能量是如何从一种光吸收分子转移到另一种光吸收分子的。在1纳秒内，能量可以穿过数千个分子，分子间的能量交换可以引起分子振动。然而，这种振动的增加会引发连锁反应，让隐花藻类更快地吸收额外的光能。

“即使在阳光明媚的日子里，海洋中的阳光也是微弱的光子源，不足以形成光合作用的酶促反应，因此隐花藻类必须广泛撒网，更快地捕获更多光子。”该论文的第一作者格雷戈里·斯科尔斯说，“因为它们吸收的光比陆地植物少得多，所以获取光量子甚至更重要。”

当前的光捕获技术也使用类似的策略来提高无机分子的光吸收，但是它远没有达到隐花藻类的能力。受到启发去开发一种能够在小范围内吸收大量光子的有机材料将会非常有用。“毫无疑问，目前分子振动的效果无法与隐花藻类相比，因此我们必须了解藻类振动的机制，这将有助于我们了解这种生物如何向最佳光吸收能力进化。”斯科尔斯说。(唐峰)

《中国科学报》(国际版，第二版，2016年12月29日)