Fotosyntetické oscilace v jednotlivých buňkách

Prudký vývoj technik používaných při vědeckém výzkumu umožňuje zmenšovat oblasti, ve kterých sledujeme metabolické aktivity. Zatímco většinu minulého století ovládal výzkum fotosyntézy celého listu, koncem minulého století techniky dovolovaly pozorovat fotosyntézu na jednotlivých místech listové plochy. Začátkem tohoto století už lze v listu sledovat oscilace fotosyntetických pochodů jednotlivých buněk, izolovaných buněčných protoplastů nebo chloroplastů a zároveň porovnávat morfologické i fluorescenční vlastnosti měřených objektů (umožňuje to epifluorescenční a transmisní světelná mikroskopie).

Zjišťuje se také skutečný výtěžek fluorescence i jeho časový průběh. Dosavadním omezením mikroskopického systému bylo 25 měření za sekundu, zjištění 256 hodnot intenzity a maximální obrazové rozlišení 300×400 pixelů. Nový hardware a software zlepší tyto parametry na 50 měření, 4096 hodnot intenzity a 520×520 pixelů. Další zdokonalení bude záviset na vývoji nových zobrazovacích detektorů (CCD a CMOS). Na výzkumu se podílejí vědci z Ústavu fyzikální biologie, z Ústavu krajinné ekologie v Nových Hradech, z Mikrobiologického ústavu v Třeboni, ale také např. z Univerzity v Kostnici. Společnými silami zjistili, že v zatemněných listech probíhá po prudkém zábleskovém ozáření několik procesů oscilujících s různou frekvencí, která je řízena na úrovni jednotlivých buněk. Oscilace nezávisejí na ozářenosti ani na koncentraci oxidu uhličitého, a tedy je neřídí rychlost fotosyntézy. Metodou lze zjišťovat také rozdíly ve výtěžcích fluorescence na části listu vodního moru a přisedlých rozsivkách. Tento postup lze využít v zemědělském výzkumu, v ekofyziologickém studiu vyšších rostlin či při sledování souvislostí mezi jednotlivými metabolickými procesy mořských řas. (Photochemistry and Photobiology 76, 501–508, 2002/5, Biophotonics International, 9, 18–19, 2002/10, Photosynthetica 38, 553–570, 2000/4)