17 августа 1771 года священник, философ и естествоиспытатель Джозеф Пристли открыл явление фотосинтеза.
Слово фотосинтез имеет греческое происхождение. Это химический процесс, когда энергия видимого света превращается в энергию химических связей органических веществ с помощью фотосинтетических пигментов: у растений, например, это хлорофилл, а у бактерий бактериохлорофилл.
Впервые явление фотосинтеза было обнаружено в XVIII веке Джозефом Пристли, который изучал физические изменения реагентов и продуктов реакций. Точная дата – 17 августа 1771 года, стала известна благодаря сохранившемуся труду ученого «Опыты и наблюдения разных видов воздуха».
К открытию его привели множественные опыты. Но сначала не было понятно, почему в герметичном сосуде свеча гаснет, мыши задыхаются, а растения остаются в прежнем состоянии. Тогда Пристли заметил, что если к мышам поместить растения, то они выживут. Вывод был один – растения «исправляют» воздух.
Конечно, сейчас нам известно, что такое кислород или углекислый газ, что зеленые растения поглощают углекислый газ и выделяют кислород. Но в XVIII веке наука находилась лишь на пороге таких химических открытий. Кислород Джозеф Пристли открыл через три года. А 17 августа 1771 года навсегда было вписано в историю как день открытия грандиозного явления, благодаря которому возможна жизнь на Земле.
Но на этом открытия не закончились. В 2011 году японские учёные раскрыли секрет ключевого звена механизма фотосинтеза – процесса, лежащего в основе «солнечной энергетики» Земли. В этом им помог метод рентгеновского анализа.
Фотосинтез происходит в фотосистемах. Так называются системы со сложной структурой: пигментными светособирающими системами, белками-ферментами и молекулами небелковой природы (кофакторами). В них расщепляется вода с выделением О2 под действием солнечного света.
У растений и фотосинтезирующих бактерий таких фотосинтезирующих систем две – фотосистема I и фотосистема II.
Несколько десятилетий наука стремилась понять, как устроена эта загадочная фотосистема II, чтобы выяснить, как происходит фотосинтетическое расщепление воды. Известно было лишь то, что реакция происходит в каталитическом центре системы – кислород-выделяющим комплексе (КВК), внутри которого четыре иона марганца. Они способны концентрировать энергию, необходимую для разрыва прочных химических связей в молекулах воды.
Тем не менее, строение КВК и механизм работы до последнего времени оставались неизвестными. Расшифровать этот ребус смогли японские ученые: они приготовили кристаллы из фотосистемы II, что позволило уточнить детали ее структуры и «увидеть» устройство КВК.
Источник изображения на странице и на главной странице: скан портрета/Национальная портретная галерея (Лондон) / Общественное достояние / Wikipedia
