Kwantum Biologie: Groene zwavelbacterie haalt 98% van de energie uit licht

De bacterie ‘Chronobaculum tepidum’ leeft onder andere diep in de oceanen en in zwavelrijke heetwaterbronnen. Het beestje moet het doen met de restjes licht die worden overgelaten door alle organismen in de waterkolom boven hem. Met zeer efficiënte chorofyl-antennes en FMO-complexen redt hij zich echter prima.

Zonne-energie afkijken van planten en bacteriën

Eind vorig jaar stelde biochemicus en Nobelprijswinnaar Hartmut Michel dat duurzame energie via biomassa geen goed idee is. Een zeer terechte kritiek; omzetten van planten tot biobrandstof is dikwijls inderdaad niet efficiënt. Ook zijn stelling dat planten slechts één procent van het invallende licht omzetten tot bruikbare energie, terwijl PV panelen zeker 20% halen klopte grotendeels.

Het is echter fout te stellen dat 3 miljard jaar evolutie wat dat betreft weinig succesvol is geweest. Planten op land of algen die groeien aan het wateroppervlak hebben simpelweg niet meer energie nodig. Als de lichtinval groot is doet de efficiëntie er weinig toe.

Fotosynthese & quantummechanica

De groene zwavelbacterie laat zien waar evolutie toe in staat is als de middelen beperkter zijn. Met ruim duizend maal zoveel chlorofyl moleculen per reactiecentrum neemt de bacterie zelfs de kleinste beetjes energie nog op.

Het omzetten van de fotonen tot bruikbare energie verloopt hier via zogeheten ‘Fenna-Matthews-Olson complexen’. De kwantumfysische fenomenen die hierbij optreden zijn mogelijk ook zeer interessant voor de verbetering van fotovoltaïsche zonnepanelen. Hieronder een lang maar interessant college over onder andere deze bacteriën.

Bron: Gigaom.com
ImageCredit: DoortenJ @ sxc.hu

Dit vind je misschien ook leuk...