对于光合生物而言，光，毫无疑问，是生命之源。
借助光，光合生物(本文以植物为主要叙述对象)将环境中的二氧化碳气体转化为自身的有机物，供自身生长、发育、繁殖;借助光，光合生物将光能转化为有机物中稳定的化学能，为体内的各种生物化学反应提供能量。
那么光对于光合生物而言，是百利而无一害的存在吗?不是的，光照强度过大时，光合色素无法及时将捕获的光能转化，过剩的光能会对植物的光合细胞发起攻击，对植物造成巨大的损害，也会降低植物细胞原本的光合速率。
当然，植物本身并不会坐以待毙，植物的光合色素会发生一系列的变化以应对过量光照的损伤，这也是我们今天的主角——光保护机制。
图源：光合生物光抑制现象与光保护措施(扆珩、杨文强，2023)
正如上图所示，光照强度过大(即高光胁迫)时，植物会调整叶片和叶绿体的朝向，同时改变光系统Ⅰ和光系统Ⅱ的构象减少对光能的捕获，自然，就在一定程度上减少了光能过剩的情况。
图源：植物光保护机制的解析(黄建华、朱燕，2025)
但是，即使如此，仍旧无法完全避免光能过剩的发生，此时，光合细胞内部就会产生一系列的生物化学反应自救。其中，作为捕获光能并将其转化为化学能的主力军——光系统Ⅱ(PSⅡ)，率先给出了自己的答卷 ——将过剩的光能消耗掉，自然就可以避免过剩的光能对自身细胞结构、功能的损害。而这个过程，又主要是以热的形式耗散光能。
如此，在光照强度过强时，植物也可以在一定程度上避免光胁迫的发生，在强光之下保全自身。
图源：光合生物光抑制现象与光保护措施(扆珩、杨文强，2023)
然而，光系统Ⅱ的这一举措，在光照强度特别强时，也会承受严重的光胁迫，无力反抗。在过剩光能的破坏下，细胞内会产生过量的活性氧，这些活性氧会破坏各种蛋白质结构以及生物膜，造成恶性循环。
为了应对这一现象，植物光合细胞内会清除过量的活性氧、受损的细胞结构，并且将光系统Ⅱ受损的部位降解、合成新的蛋白质并组装，从而达到修复光系统Ⅱ的目的。
以上的一系列反应，都是光保护机制的一部分。只是，虽然有光保护机制保驾护航，当植物长期处于光胁迫环境时，自身光合作用的速率仍旧会受到负面影响。合适的光照强度才是植物茁壮生长最有效的灵丹妙药。
本文作者：厦门大学环境与生态学院2025级本科生赵紫云。
本文由海洋负排放(ONCE)国际大科学计划、厦门大学碳中和创新研究中心支持。
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