Pentru a produce fotosinteza, atât algele, cât și plantele au nevoie de apă, dioxid de carbon și clorofilă pentru a transforma energia luminoasă în glucoză și oxigen. Lumina este și ea esențială pentru ca acest proces să reușească… cel puțin așa credeam până astăzi. Alge minuscule din Arctica sfidează toate legile naturii prin fotosinteza cu succes în aceste condiții de aproape întuneric (doar 0,001% din radiația solară normală).
Condițiile tipice de lumină în aer liber într-o zi senină în Europa sunt de peste 37.000 până la 50.000 de ori mai mari decât cantitatea de lumină necesară acestor microalge arctice. Și se pare că acest lucru nu pare să sperie natura care înflorește în aceste condiții înghețate și ostile împotriva tuturor. Această descoperire și cercetare revoluționară este produsul expediției MOSAiC care a avut loc la 88° latitudine nordică. Fotosinteza este procesul prin care lumina soarelui este transformată în energie care susține viața pe Pământ. În mod tradițional, se credea că fotosinteza necesită mult mai multă lumină decât era disponibilă în Arctica. Cu toate acestea, rezultatele arată că fotosinteza poate avea loc mult mai adânc și în condiții mai întunecate decât se credea anterior.
O echipă internațională de cercetare a folosit senzori de lumină extrem de sensibili în gheață și apă pentru a măsura cantitatea de lumină disponibilă, apoi a studiat fitoplanctonul și microalgele de gheață de sub zăpada și gheața Oceanului Arctic, unde radiația Soarelui este minimă. În ciuda stratului de zăpadă care blochează cea mai mare parte a luminii, microalgele au reușit să folosească foarte puțină radiație disponibilă, aproximativ o sută de miimi (0,001%) din cea disponibilă într-o zi însorită, pentru a crește.
Studiul, publicat în Nature Communications, arată că aceste microalge ar putea acumula biomasă de la sfârșitul lunii martie, când Soarele abia era vizibil deasupra orizontului, cu o creștere descrisă în studiu ca „exponențială” până la sfârșitul lunii aprilie. Acest rezultat surprinzător demonstrează capacitatea algelor de a efectua fotosinteza la sfârșitul nopții polare în condiții considerate anterior prea întunecate pentru astfel de procese. „Este foarte impresionant cât de eficient pot folosi algele cantități atât de mici de lumină. Acest lucru arată încă o dată cât de bine sunt adaptate organismele la mediul lor”, spune dr. Clara Hoppe, de la Institutul Alfred Wegener și Centrul Helmholtz pentru Cercetări Polare și Marine (AWI), care a condus echipa de cercetare.
Descoperirea fascinantă că fotosinteza în Oceanul Arctic poate avea loc încă sub gheața acoperită de zăpadă, care permite trecerea doar a câtorva fotoni de lumină, este mai mult decât o simplă curiozitate a naturii. Aceste descoperiri au implicații globale. „Chiar dacă rezultatele noastre sunt specifice Oceanului Arctic, ele arată de ce este capabilă fotosinteza. Dacă este atât de eficient în condițiile dure din Arctica, putem presupune că și organismele din alte regiuni ale oceanelor s-au adaptat la fel de bine”, spune dr. Hoppe. Aceasta înseamnă că ar putea exista și suficientă lumină pentru a produce energie utilizabilă și oxigen prin fotosinteză în zonele mai adânci ale oceanelor, disponibile apoi, de exemplu, pentru pești. Astfel, habitatul fotosintetic din oceanul global poate fi semnificativ mai mare decât se presupunea anterior.
Descoperirea secretelor supraviețuirii algelor în întuneric aproape total ar putea, de asemenea, să stimuleze fotosinteza plantelor de cultură și să le extindă sezoanele de creștere la latitudini mari din întreaga lume. Un alt beneficiu ar putea fi îmbunătățirea creșterii plantelor de interior prin utilizarea mai puțină lumină artificiale. Culturi sub luminozitate scăzută la bordul navelor spațiale în timpul misiunilor pe termen lung sau în colonii spațiale din alte lumi ar putea fi de asemenea posibil.
