El biólogo de la RUDN ha desarrollado un nuevo modelo para el análisis de fotosíntesis in vivo

Las mediciones de la efectividad de la fotosíntesis en los sistemas vivos son necesarias, ya que nos permiten estimar el ciclo del carbono y, en consecuencia, su efecto en el clima. Para estudiar la fotosíntesis in vivo se utiliza el coeficiente de la absorción de la vegetación, el valor que muestra cuán profundamente penetra la radiación incidente en el follaje vegetal. Depende de los factores bioquímicos, estructurales y externos, por lo que su evaluación es muy difícil. El empleado de la RUDN Aleksey Solovchenko y sus colegas de EE. UU. e Israel han encontrado una nueva forma de evaluar este indicador.

Primero, los biólogos calcularon la proporción de los coeficientes de la absorción y la transmisión para las hojas individuales y el follaje en general. Es difícil medir estos coeficientes para el follaje "en total", pero es fácil hacerlo para una sola hoja, por lo tanto, si sabemos la relación entre ellos, se puede calcular la absorción y la transmisión del follaje, conociendo los coeficientes para una sola hoja. Luego, los investigadores de la RUDN obtuvieron una ecuación que relaciona el coeficiente de la absorción del follaje vegetal con el coeficiente de la absorción de los pigmentos, principalmente clorofila, en las hojas. Resultó que el follaje, en contraste con una sola hoja, es capaz de absorber la luz en el rango infrarrojo, y además, los coeficientes de la absorción de los pigmentos para las plantas con diferentes densidades del follaje pueden diferir. Por lo tanto, los biólogos tuvieron que hacer enmiendas apropiadas al modelo final.

Los investigadores hicieron prueba de este modelo matemático que describe el coeficiente de la absorción del follaje en los cultivos de las plantas con diferentes tipos de fotosíntesis: maíz (fotosíntesis C4), soja y arroz (fotosíntesis C3), también midiendo los espectros de la radiación solar absorbida y reflejada.

El modelo mostró que en la región espectral azul, el follaje de la hoja del arroz refleja más que el follaje de la hoja de otros cultivos, lo que, según los científicos, se debe al hecho de que el arroz crece en el agua. Además, las curvas de la absorción obtenidas por el modelo para las plantas con el tipo de fotosíntesis C3 (soja y arroz) diferían de las de las plantas con el tipo de fotosíntesis C4 (maíz), lo que se explica por las diferencias bioquímicas.

Por lo tanto, el modelo creado por los biólogos es capaz de "predecir" la absorción de la luz por diferentes tipos de plantas con diferentes tipos de fotosíntesis, diferentes arquitecturas del follaje de la hoja y diferentes contenidos del pigmento en la hoja.

El trabajo fue publicado en la revista Remote Sensing of Environment.