quinta-feira, 1 de outubro de 2015

A fotossíntese desvendada depois de 30 milhões de horas de cálculo


Foram precisos cinco anos e mais de 30 milhões de horas de cálculo em supercomputadores para os cientistas conseguirem desmontar o processo da fotossíntese

Rodrigo Cabrita
KÁTIA CATULO

30/09/2015 15:55:00

Um dos maiores mistérios da natureza foi desvendado com ajuda de cientistas portugueses.

Qualquer aluno do ensino básico aprende na escola que a fotossíntese é um processo físico-químico, a nível celular, realizado pelas plantas que usam dióxido de carbono e água para obter glicose através da energia solar, de acordo com a seguinte equação:
Luz solar + 12H2O + 6CO2 –> 6O2 + 6H2O + C6H12O6

O problema é conseguir explicar o processo. Foram precisos cinco anos e mais de 30 milhões de horas de cálculo em supercomputadores europeus para uma equipa internacional de cientistas conseguir desvendar agora o mistério. Foi a primeira vez que se estudou toda a enorme estrutura (cerca de 18 mil átomos) daquilo a que se chama "o motor de arranque da máquina da fotossíntese", recorrendo exclusivamente à mecânica quântica.



E entre os autores desta descoberta estiveram os portugueses do Departamento de Física da Universidade de Coimbra, que conseguiram simular o processo de captação de luz da gigantesca estrutura de moléculas – a antena designada por Light-Harvesting Complex II – envolvida no primeiro passo da fotossíntese nas plantas.

Os resultados da pesquisa, já publicados online e que serão a manchete da edição de Outubro da revista "Physical Chemistry Chemical Physics", são determinantes para se conseguir perceber como a natureza resolveu o problema de captar a energia do Sol. "E fê-lo de uma forma extraordinariamente eficiente. Muito melhor que os actuais painéis fotovoltaicos", conta o coordenador da equipa portuguesa, Fernando Nogueira.

Neste estudo, os investigadores identificaram, através de um cálculo sem precedentes, quem faz o quê nesta gigante e intrincada espécie de rede de clorofilas. Neste processo, só uma molécula é que desempenha o papel principal na estrutura do fotossistema. Todas as outras funcionam como antenas para captar energia, transferindo-a de imediato para a molécula central, "que é onde se dão os passos seguintes do processo", conta o especialista em Física Computacional da Universidade de Coimbra.

Resta ainda desvendar como se processa a transferência de energia para o centro da reacção: "Perceber como é que estas antenas transmitem a energia para a molécula central do fotossistema é o próximo passo da investigação. Recolhemos uma enormidade de informação que é necessário destrinçar."

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