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日本京都大学的三室守教授领导的研究小组发现，尽管植物在光合作用中吸收的光能强度有所不同，但其光合作用效率却保持一致。这一发现为低电力粮食生产提供了新的可能性，相关研究成果已发表在美国《国家科学院院刊》网络版上。

光合作用是地球生命维持的重要过程，能够释放氧气和糖分。光合作用生物通过光能进行水的电分解以产生氧气，而这一过程需要较高的电压，通常在生物体内难以实现标准电位超过1.1伏的高电压。因此，水的电解反应成为光合作用系统中的一大难题。

光合作用系统利用叶绿素吸收光能进行电能转换，原理与太阳能电池相似。一般情况下，光合作用生物主要含有能吸收可见光的叶绿素a。然而，研究小组之前发现，唯一能够利用近红外线进行光合作用的海洋蓝藻也能通过叶绿素d进行电能转换。通过比较叶绿素d与叶绿素a，研究小组发现，虽然叶绿素d所获得的电压较低，但其能够产生水分解所需的氧化还原电位。此外，尽管叶绿素的种类不同，其电位保持稳定。这一结果表明，无论光合作用生物所利用的叶绿素种类如何，均能获得一定的氧化电位以进行水的电解反应，意味着光合作用的水电分解反应遵循相同的原理。

此次研究证实，除了肉眼可见的太阳光外，肉眼不可见的低能量红外线同样能够使植物进行同等效率的光合作用。研究小组计划进一步研究波长更长、能量更弱的红外线，以确认生物在何种低能量条件下仍能进行光合作用。