Granal thylakoid structure and function: explaining an enduring mystery of higher plants
Notice bibliographique
Résumé
Summary In higher plants, photosystems II and I are found in grana stacks and unstacked stroma lamellae, respectively. To connect them, electron carriers negotiate tortuous multi‐media paths and are subject to macromolecular blocking. Why does evolution select an apparently unnecessary, inefficient bipartition? Here we systematically explain this perplexing phenomenon. We propose that grana stacks, acting like bellows in accordions, increase the degree of ultrastructural control on photosynthesis through thylakoid swelling/shrinking induced by osmotic water fluxes. This control coordinates with variations in stomatal conductance and the turgor of guard cells, which act like an accordion's air button. Thylakoid ultrastructural dynamics regulate macromolecular blocking/collision probability, direct diffusional pathlengths, division of function of Cytochrome b6f complex between linear and cyclic electron transport, luminal pH via osmotic water fluxes, and the separation of pH dynamics between granal and lamellar lumens in response to environmental variations. With the two functionally asymmetrical photosystems located distantly from each other, the ultrastructural control, nonphotochemical quenching, and carbon‐reaction feedbacks maximally cooperate to balance electron transport with gas exchange, provide homeostasis in fluctuating light environments, and protect photosystems in drought. Grana stacks represent a dry/high irradiance adaptation of photosynthetic machinery to improve fitness in challenging land environments. Our theory unifies many well‐known but seemingly unconnected phenomena of thylakoid structure and function in higher plants.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,005 |
| Communication savante | 0,003 | 0,007 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».