En biolog från RUDN University har utvecklat en modell för analys av fotosyntes in vivo. Denna metod beräknar ljusets absorptionskoefficient för klorofyll baserat på dess reflektionsförmåga. Analys av ljusabsorption är viktig för att bedöma ekosystemproduktivitet, som påverkar biosfärens tillstånd och det globala klimatet. Artikeln är publicerad i tidskriften Fjärranalys av miljön .

Mätningar av effektiviteten av fotosyntes i levande system är nödvändiga eftersom de gör det möjligt för forskare att uppskatta kolets kretslopp, och därmed påverkan på klimatet. För att studera fotosyntes in vivo, forskare använder vegetationsabsorptionskoefficienten, ett värde som visar hur djupt den infallande strålningen tränger in i taket. Det beror på biokemiska, strukturella och externa faktorer, så dess utvärdering är mycket svår. Alexei Solovchenko, anställd vid RUDN University, och hans kollegor från USA och Israel har hittat ett nytt sätt att bedöma denna indikator.

Först, biologer beräknade förhållandet mellan absorption och transmissionskoefficienter för individuella löv och baldakin i allmänhet. Att mäta dessa koefficienter för baldakinen "i summan" är svårt, men för ett enda blad är det enkelt, så genom att känna till förhållandet mellan dem, forskare kan beräkna absorption och överföring av baldakin från koefficienterna för ett enda blad. Sedan fick forskarna vid RUDN-universitetet en ekvation som förbinder baldakinens absorptionskoefficient med pigmentens absorptionskoefficient - främst den för klorofyll - i bladen. Det visade sig att baldakinen, till skillnad från ett enda blad, kan absorbera ljus i det infraröda området, och att absorptionskoefficienterna för pigment för växter med olika densiteter av krontak kan skilja sig. Därför, biologerna var tvungna att göra lämpliga ändringar i den slutliga modellen.

Forskarna testade denna matematiska modell som beskrev baldakinens absorptionskoefficient på grödor med olika typer av fotosyntes - majs (C4 fotosyntes), sojabönor och ris (C3-fotosyntes), mätning av spektra av absorberad och reflekterad solstrålning.

Modellen visade att i det blå spektralområdet, baldakinen av ris reflekterar mer än baldakinen av andra grödor. Forskare tror att det beror på att ris växer i vatten. Också, absorptionskurvor för växter med C3-typ fotosyntes (sojabönor och ris) erhållna med modellen skilde sig från växter med C4-typ fotosyntes (majs), på grund av biokemiska skillnader.

Således, modellen skapad av biologer kan förutsäga absorptionen av ljus av olika typer av växter med olika typer av fotosyntes, olika kapellarkitekturer och olika pigmentinnehåll i bladet.