“Cây xanh là thần Promete thực sự đã ăn trộm lửa của trời. Ánh sáng do cây “ăn trộm” đang làm chuyển động những bánh xe kì diệu của máy hơi nước khổng lồ, bút lông của các họa sỹ và ngòi bút của các nhà thơ” (Timiriazev, 1949). Hàng năm ánh sáng mặt trời rọi xuống trái đất 5.10mũ23 Kcal. Trong đó có tới 40% tức 2.10mũ23 Kcal rọi xuống vùng có cây cối phủ. Trong quang hợp cây sử dụng nguồn năng lượng này rất ít nhưng mỗi năm số năng lượng do cây tích lũy được trong các sản phẩm quang hợp là 5.10mũ21 Kcal. Tính ra rằng nhân loại hàng năm đã sử dụng tới 90% tổng số năng lượng trong sinh hoạt của mình bằng nguồn năng lượng của cây xanh và chỉ có 10% từ năng lượng của hạt nhân, sức gió, sức nước…
Cây xanh có những sắc tố “bẫy” chọn lọc các tia đơn sắc để quang hợp, rồi chuyển năng lượng của các tia ấy thành năng lượng hóa học tổng hợp đường và tinh bột… Các sắc tố của bộ máy quang hợp ở thực vật có thể chia làm 3 nhóm chính: Diệp lục (dl), Carotenoid, Phycobilin. Các loại sắc tố này đều hấp thu bức xạ mặt trời, năng lượng do các sắc tố hấp thu đều có thể chuyển tới các sắc tố khác và tập trung vào các “trung tâm”. Bây giờ hãy xem cây xanh “phân bố” nhiệm vụ cho từng loại sắc tố để đạt hiệu quả quang hợp tối ưu nhất.
Trong 3 nhóm đó dl là nhóm sắc tố chủ yếu, quan trọng nhất, hiện nay người ta đã biết tới gần 10 loại dl khác nhau, nhưng dl a và dl b là 2 dạng phổ biến nhất và có vai trò quan trọng trong quang hợp của thực vật. Dl hấp thu ánh sáng có chọn lọc. Quang phổ toàn phần của ánh sáng mặt trời trong miền ánh sáng nhìn thấy gồm các loại tia đơn sắc: đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm và tím có bước sóng từ 380 đến 760nm. DL hấp thu các tia đơn sắc có độ dài bước sóng khác nhau ở mức độ khác nhau. Ở trạng thái lá sống dl hấp thu mạnh nhất các tia đơn sắc có bước sóng ngắn (tia xanh tím) và dài (vùng tia đỏ). Nghĩa là trong lá cây dla có cực đại hấp thu ở vùng đỏ (bước sóng: 680nm) vùng tia tím là ( 435nm). Dãy quang phổ hấp thu của dl b có (650nm) cực đại hấp thu miền xanh tím chuyển về phía bước sóng dài 480nm và 470nm. Dl được xem là “trung tâm phản ứng”.
Ở lá tia lục được hấp thu nhiều hơn là do sự có mặt của carotenoid, các sắc tố thuộc nhóm carotenoid “bẫy” các tia khác với tia của dl nhưng sau đó chúng chuyển hoàn toàn cho dl để thực hiện quang hợp, cấu trúc này được gọi là “trung tâm gặt ánh sáng”. Ngoài ra, carotenoid được coi như 1 dụng cụ lọc ánh sáng bảo vệ các bộ phận mẫn cảm với ánh sáng trong bộ máy quang hợp, tránh tác dụng phá hoại của ánh sáng (chủ yếu là sự oxi hóa quang học).
Các sắc tố thuộc nhóm phycobilin có ý nghĩa to lớn trong đời sống của các loài Tảo, khi ánh sáng mặt trời xuyên qua nước bị hấp thu chọn lọc nên các tia đỏ mất dần đi. Vì thế sự có mặt của phycobilin sẽ góp phần hấp thu thêm các tia vàng, lục và da cam, năng lượng chúng hấp thu được cũng chuyển cho diệp lục.
Như vậy, ở các vùng bước sóng khác nhau của quang phổ, các sắc tố quang hợp (dl, carotenoid, phycobilin) đã hấp thu 1 cách khác nhau nhưng có vai trò hổ trợ nhau rất tích cực trong quá trình quang hợp, góp phần di chuyển và tận dụng năng lượng của ánh sáng mặt trời vào quá trình đồng hóa ở cây xanh. Bạn suy nghĩ gì về sự “hổ trợ” này, đôi khi thiên nhiên cũng dạy cho ta những bài học quý giá, nếu ta chịu nhìn nhận và học hỏi!!