了解自然界光合作用的過程，有助於開發人工光合作用，利用陽光和水創造潔淨能源。近期一份發表在美國國家科學院院刊（PNAS）的研究看到，光系統複合物採用接力的方式傳遞水分子，把水分子送入產氧單元，最終生成氧氣。
光系統II是植物、藻類和藍細菌內分解水分子，釋放氧氣的關鍵蛋白複合物。在過去幾年來，美國能源部勞倫斯‧伯克利國家實驗室和SLAC國家加速器實驗室等機構合作的研究組，已經了解了這個過程中很多重要的步驟。
最近，這個團隊看到了其中關鍵一步裡更詳細的內容。
研究稱，發現四個錳原子和一個鈣原子，由氧原子連接，組成一個產氧單元，在陽光的作用下，這個單元經過四個穩定的氧化態，釋放出氧氣。
研究人員看到，水分子經過一個通道流入產氧單元。水分子在複合物裡的錳和鈣原子之間形成橋梁。這個水分子很可能為最後產生的氧氣提供一個氧原子。
使用X射線激光，研究人員還發現，在水分子通往產氧單元的通道上有很多小臺階，把水分子用接力傳遞的方式，一步步傳進產氧單元。
研究者之一伯克利國家實驗室的亞坎德拉（Vittal Yachandra）還提到了這個過程中類似牛頓擺的現象。
他說：「這就像一個牛頓擺。通常水裡的物質是四處移動的，但是我們在這個驚人的過程中看到，產氧單元周圍的一些水分子改變它們的位置，但是有一些總是處於相同的位置。就算重複一萬次實驗，它們仍然處於相同的位置。」
研究稱，這項觀測為了解完整的光合作用過程又填入了一塊拼圖。
