当照射在叶子上的阳光快速变化时，必须保护植物

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受太阳能突然激增的影响。为了应对这些变化，从 植物到细菌的光合生物已经发展出多种策略。然而，科学家们还无法确定其设计原理。 由加州大学物理学家 Nathaniel M. Gabor 领导的一组科学家建立了一个模型，该模型再现了在许多光合生物中观察到的光合光捕获的一般特征。 植物通过与蛋白质结合的叶绿素分子收集太阳能。在光合作用中，绿色植物 和一些其他生物利用阳光将二氧化碳和水合成食物的过程 ，光能的收集从吸收阳光开始。 研究人员的模型借鉴了复杂网络科学的想法，复杂网络科学是一个探索手机、大脑和电网网络高效运行的研究领域。该模型描述了一个简单的网络，该网络能够输入两种不同颜色的光，并产生恒定速率的太阳能。这种只选择两个条目的不同寻常的做法产生了显着的后果。 “我们的模型表明，通过只吸收非常特定颜色的光，光合生物可以自动保护自己免受 太阳能突然变化或‘噪音’的影响，从而实现非常高效的能量转换，”副教授加博尔在一份声明中解释道。物理和天文学研究主任。

“绿色植物呈现绿色，紫色细菌呈现紫色，因为只有它们吸收的特定光谱区域才适合抵御快速变化的太阳能，”他补充道。 广告 十多年前，当盖博还是康奈尔大学的博士生时，他就开始思考光合作用研究。他想知道为什么 植物拒绝绿光，即最强烈的阳光。多年来，他与世界各地的物理学家和生物学家合作，更多地了解统计方法和光合作用的量子生物学。 英国格拉斯哥大学著名植物学家、该研究论文的合著者 Richard Cogdell 鼓励 Gabor 扩展该模型，以包括更广泛的光合生物，这些 WhatsApp 数据 生物在入射太阳光谱非常不同的环境中生长.. 他强调说：“我们非常兴奋地证明，该模型在除 绿色植物之外的其他光合生物中也有效，并且该模型确定了光合光收集的一般和基本特性。”“我们的研究表明，通过选择吸收位置，如何相对于入射太阳光谱的太阳能，它可以最大限度地减少输出噪声，这些信息可用于提高太阳能电池的性能。



阿姆斯特丹自由大学一位颇具影响力的实验物理学家，致力于光合作用的主要物理过程，他强调，该团队发现某些光合作用系统的吸收光谱会选择某些光谱激发区域，从而抵消这些区域的光谱激发。噪音并最大化储存的能量。 “这种非常简单的设计原理也可以应用于人造太阳能电池的设计，”在 光合作用光收集方面拥有丰富经验的范格隆德尔补充道。 加博尔解释说，植物和其他光合生物有多种策略来避免因过度暴露在阳光下而受到损害，从能量释放的分子机制到叶子跟随太阳的物理运动。植物甚至进化出有效的防御紫外线的能力，就像防晒霜一样。 广告 “在 光合作用的复杂过程中，很明显，保护生物体免遭过度暴露是推动成功产生能量的因素，这也是我们开发模型的灵感来源，”他补充道。 他继续说道：“我们的模型包含了相对简单的物理学，但它与生物学中广泛的观察结果是一致的。”“这是非常罕见的。