由耶鲁大学的Christopher Gisriel博士和伦敦玛丽女王大学的Tanai Cardona博士领导的一项合作研究发表在《植物科学前沿》上，为一种独特类型的光合作用的起源和进化提供了新的见解，这种光合作用使一些细菌，特别是蓝藻，能够利用远红光。
远红光介于700到800纳米(nm)之间，人眼几乎看不到，超出了光合作用通常使用的范围，因为它包含的能量低于标准可见范围(400到700 nm)之间的蓝色和红色。该研究对蓝藻利用远红光的能力的见解很重要，因为它们可以为设计具有扩大光吸收能力的增强植物提供概念性框架，用于生物技术和农业应用。
这项研究的发现不仅揭示了远红光光合作用的进化之旅，而且对我们对宇宙生命的理解具有深远的意义。m矮星是宇宙中最常见的恒星类型，它发出的远红光比可见光要多得多，这使它们成为远红光光合作用的潜在天堂。如果生命能够在围绕这些恒星运行的行星上茁壮成长，这可能会扩大我们寻找外星生命的范围。
研究人员的分析表明，利用远红光的能力经历了两个不同的阶段。早期阶段，蓝藻细菌创造了一种新的色素叶绿素f，使光系统第一次能够收集远红光。此外，他们开发了一种改进的光系统，可以使用这种色素来驱动氧气释放反应，只使用能量较低的红光。这一阶段可能发生在蓝藻的祖先形式中，可能早在30亿年前就开始了。
发生在大约20亿年前的后期，通过进化出第二种改良的光系统，在关键位置加入叶绿素f，进一步优化了收集远红光的能力。这一阶段与蓝藻分化成今天存在的谱系相吻合。
值得注意的是，该研究还发现证据表明，蓝藻可以通过水平基因转移获得远红光光合作用。这一发现表明，这种复杂的特性可以被可行地引入到以前不适应使用远红光的光合生物中。
这项研究强调了光合系统的复杂性和适应性，并为理解生物体如何在不同的环境条件下有效地利用能量开辟了新的视野。该研究还为未来探索优化生物技术和农业中的光利用奠定了基础，这可能会导致藻类品系或在不理想的光条件下改善作物。
