Фотосинтез — основа жизни на планете. Благодаря зелёным растениям создаётся первичная биомасса, служащая питанием остальным организмам: консументами и редуцентам. И кислород, само собой. Альтернативные техники синтеза существуют, но роль играют крайне незначительную. Причём, не потому, что хемосинтез, скажем, не эффективен. Он, просто, завязан на расходуемые абиогенные, не включённые в круговорот веществ реагенты. И хотя бы одного из них всегда не хватает. Например, в глубинах Чёрного моря сероводорода много, но синтез всё-равно невозможен. Потому что, кислорода нет. А откуда ему там взяться, если кислород с сероводородом реагирует?
Фотосинтез вышеуказанного недостатка лишён. Для него требуются лишь свет, вода и углекислота. Причём, последние два вещества включены в круговорот веществ и являются возобновляющимся ресурсом. Свет же — даже ресурсом избыточным. Солнце даёт его значительно больше, чем растения могут использовать.
То есть, всё хорошо, если свет есть. Но помимо подлунного мира, есть ещё и подземный, таинственный, укутанный непроницаемой темнотой, — мир подземных полостей, уходящих к самым корням гор. Мир практически безжизненный, ибо лишённый собственных продуцентов.
Практически, но не совсем. Ибо, во-первых, остаются ещё крохи, даруемые хемосинтезом, позволяющие, таки, в глубинах немыслимых плодиться тварям неведомым . А во-вторых, потому что фотосинтез в полной темноте, всё-таки, возможен. Просто, нужен специальный хлорофилл f.
Модификация хлорофилла позволяющая использовать инфракрасное излучение для фотосинтеза (причём, полноценного, сопровождающегося выделением свободного кислорода) была открыта около 10 лет назад. Правда, цианобактериям его использующим для жизнедеятельности требуется не любое инфракрасное излучение, а лишь самая «горячая» часть спектра, близкая к видимому красному. Источником энергии в данной форме в природе также может быть только Солнце. Что, однако, не мешает бактериям селиться в полной темноте, — в глубинах, куда фотоны, влетевшие в жерло пещеры, проникают только после множества рикошетов от стен, растеряв большую часть энергии.
Может показаться, что хлорофилл f имеет очень узкую сферу применения, так как пещер мало. Но в реальности дела обстоят иначе. Пещер очень много. Микропещер. Под камнями, в трещинах кирпичной кладки, просто в почве, в песке на дне моря, — всюду можно найти зону условной темноты, в которую фотоны могут проникнуть лишь окольными путями. И в этой зоне также происходит оксигенный фотосинтез.
Экологическая значимость и подлинные масштабы «тёмного» фотосинтеза, пока, не ясны. Как и распространённость хлорофилла f по отношению к давно известной более лёгкой модификации — хлорофиллу d. Последняя, заточена под самое дно видимой части спектра, но тоже может работать и с инфракрасными лучами, хотя уже и с ограниченным эффектом. Инфракрасный фотосинтез на d- уровне получается только аноксигенным — без выделения кислорода. А значит, организму требуется некий менее стойкий, чем вода, источник водорода.
