Un biologiste de l'Université RUDN a développé un modèle pour l'analyse de la photosynthèse in vivo. Cette méthode calcule le coefficient d'absorption de la lumière par la chlorophylle en fonction de sa réflectivité. L'analyse de l'absorption de la lumière est importante pour évaluer la productivité de l'écosystème, qui affecte l'état de la biosphère et le climat mondial. L'article est publié dans la revue Télédétection de l'environnement .

Les mesures de l'efficacité de la photosynthèse dans les systèmes vivants sont nécessaires car elles permettent aux scientifiques d'estimer le cycle du carbone, et donc l'impact sur le climat. Pour étudier la photosynthèse in vivo, les chercheurs utilisent le coefficient d'absorption de la végétation, une valeur qui montre à quelle profondeur le rayonnement incident pénètre la canopée. Cela dépend de la biochimie, facteurs structurels et externes, son évaluation est donc très difficile. Alexeï Solovchenko, un employé de l'Université RUDN, et ses collègues des États-Unis et d'Israël ont trouvé une nouvelle façon d'évaluer cet indicateur.

D'abord, les biologistes ont calculé le rapport des coefficients d'absorption et de transmission pour les feuilles individuelles et la canopée en général. Mesurer ces coefficients pour la canopée "en somme" est difficile, mais pour une seule feuille c'est simple, donc en connaissant le rapport entre eux, les scientifiques peuvent calculer l'absorption et la transmission de la canopée à partir des coefficients pour une seule feuille. Ensuite, les chercheurs de l'Université RUDN ont obtenu une équation qui relie le coefficient d'absorption de la canopée au coefficient d'absorption des pigments, principalement celui de la chlorophylle, dans les feuilles. Il s'est avéré que la canopée, contrairement à une seule feuille, peut absorber la lumière dans la gamme infrarouge, et que les coefficients d'absorption des pigments pour les plantes avec différentes densités de canopée peuvent différer. Par conséquent, les biologistes ont dû apporter les modifications appropriées au modèle final.

Les chercheurs ont testé ce modèle mathématique décrivant le coefficient d'absorption de la canopée sur des cultures avec différents types de photosynthèse :le maïs (photosynthèse C4), soja et riz (photosynthèse C3), mesurer les spectres du rayonnement solaire absorbé et réfléchi.

Le modèle a montré que dans la région spectrale bleue, la canopée du riz reflète plus que la canopée des autres cultures. Les scientifiques pensent que c'est parce que le riz pousse dans l'eau. Aussi, les courbes d'absorption des plantes à photosynthèse de type C3 (soja et riz) obtenues avec le modèle diffèrent de celles des plantes à photosynthèse de type C4 (maïs), en raison de différences biochimiques.

Ainsi, le modèle créé par les biologistes peut prédire l'absorption de la lumière par différents types de plantes avec différents types de photosynthèse, différentes architectures de canopée et différentes teneurs en pigments dans la feuille.