生物帮当大多数树木脱落时，例如用作圣诞树的针叶树如何在寒冬期间保持绿色针叶?科学并没有为这个问题提供一个很好的答案，但是现在，一个国际科学家团队，包括来自于默奥大学的研究人员，已经破译了光合作用机制的捷径可以使松树的针头保持绿色。这项研究发表在“自然通讯”杂志上。
在冬季，光能被绿色的叶绿素分子吸收，但由于冷冻温度停止了大多数生化反应，因此光合作用的下游反应无法利用。在初春时温度仍然可能非常低，但阳光已经很强，并且过剩的光能会破坏光合作用蛋白的蛋白质时，这尤其是个问题。研究人员表明，光合作用装置以一种特殊的方式进行接线，可使松针整年保持绿色。
在正常条件下，两个光系统，即吸收光能并转换为化学能的两个功能单元，彼此分开，以防止发生捷径并实现有效的光合作用。在冬季，重组了两个光系统所在的类囊体膜的结构，使两个光系统物理接触。研究人员表明，光系统II将能量直接捐赠给光系统I，并且这种短路模式可以在恶劣的条件下保护绿色叶绿素和针叶。
于默奥大学(UmeåUniversity)的博士生Pushan Bag说，“我们在三个季节里跟随瑞典北部默默(Umeå)生长的几棵松树，”他一年四季都收集了样本并进行了许多分析。“至关重要的是，我们必须“直接从户外”研究针头，以防止它们在实验室环境中适应更高的温度，例如在用电子显微镜对类囊体膜的结构进行可视化分析之前。
所有工厂均设有安全阀，以处理多余的光能，这些光能要么作为热量散发，要么作为荧光散发。然而，只有针叶树才具有如此强大的瓣膜，以至于在极端的寒冬期间它们都可以使光合装置保持完整。该研究小组将生物化学和超快速荧光分析相结合，这是一种非常复杂的方法，可以在皮秒级的时间内解析叶绿素荧光。这样，他们可以证明松针如何处理多余的光能，以保护其敏感的光合作用设备不受损害。
“我们需要调整设备以研究低温下的松针，以捕获独特的机理，”来自阿姆斯特丹Vrije大学的Volha Chukhutsina解释说，他已经进行了许多超快速荧光分析。“我们也尝试过云杉针，但是很难很好地将它们插入设备中。”
