九大ら,陸上植物が特定のクロロフィルを利用する理由を解明

九州大学と筑波大学の研究グループは,陸上植物がクロロフィルaとbだけを利用する理由を解明した(ニュースリリース)。

植物は,太陽光を葉緑体に含まれるクロロフィルなどの光合成色素で吸収して電気エネルギーに変換することで光合成を行なっている。光合成は陸上だけでなく,海の中でも盛んに行なわれている。海洋の光合成生物はクロロフィルa,b,c,d,fやフィコビリンなどのさまざまな光合成色素を利用しているが,陸上植物は,クロロフィルaとbだけしか利用していない。

陸上植物は水中の緑藻の仲間から進化してきたことが知られているが,その過程でどのような理由で光合成色素が選択されてきたのかはよく分かっていなかった。

研究グループは,太陽光のエネルギー分布スペクトル,すなわち太陽光の色の精密測定を行ない,光合成色素の吸収スペクトルと比較解析することでその謎を探った。その結果,クロロ フィルaとbの組み合わせは相補的に働き,強い光から弱い光まで上手く利用することができるのに対し,水中の生物のみが利用するクロロフィルcやdは,陸上の太陽光スペクトルにはう まく適応していないことがわかった。

つまり,陸上植物は,地上の光環境に適したクロロフィルaとbの組み合わせだけを利用するようになったことがわかった。この結果は,LEDなどの人工光栽培用品種の開発や栽培技術の改善への応用が期待され,別の惑星における光合成生物の進化を考えるヒントにもなるだろうとしている。

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