Фотосинтезата е една от най-важните химични реакции за живота на Земята. Използвайки го, растенията произвеждат
Основата на живота
Повечето растения използват хлорофил каточаст от процеса на фотосинтеза. Той отразява зелената светлина, докато абсорбира червената и синята. Това е въпреки факта, че най-интензивната светлина от Слънцето е в зелената част на спектъра. Всичко се дължи на химикал, известен като ретинал. Абсорбира зеленото и отразява червеното и синьото. Ако растенията използват ретинал вместо хлорофил, повечето растения биха били лилави.
Някои бактерии го използват, но се оказаче хлорофилът е по-ефективен за слънчевата светлина. Може би ранният живот е използвал ретинал, който е по-проста молекула, преди да "измисли" как да използва хлорофила.
Какъв е проблемът?
Фотосинтезата е идеална за планета, коятообикаля около яркожълта звезда като нашето Слънце, което излъчва по-голямата част от светлината си във видимия спектър. Но такива звезди съставляват по-малко от 8% от звездите от главната последователност в нашата галактика. Но червените джуджета съставляват 75% от звездите от главната последователност.
Червено джудже. Снимка: НАСА/Уолт Феймър
Проблемът е, че според статистикатапо-голямата част от потенциално обитаемите планети обикалят точно около такива звезди. А червените джуджета са много по-малки и по-хладни от нашето Слънце. Повечето от светлината, която излъчват, е в инфрачервения диапазон. Хубаво е и топло (като някои нагреватели в домовете ни), но осигурява ли тласъка, необходим за фотосинтезата? Точно това се опитаха да установят учените.
Какво са направили учените?
За целта италиански учени са създали симулаторзвездна светлина (на снимката по-долу). Това е набор от светодиоди, които симулират спектъра на червено джудже. Като цяло устройството може да показва спектрите на различни видове звезди. Но червените джуджета са толкова често срещани, че първо са били изследвани.
Симулатор на звездна светлина (вляво) и осветление (вдясно). Кредит: La Rocca et al.
След това в лабораторни условия учените създадохаатмосфера, която може да е била типична за ранен обитаем свят, беше добавена с някои бактерии и осветена със симулирана звездна светлина.
Как беше експериментът?
За експеримента учените са използвалицианобактерии. Избрахме секс върху тях, защото те са един от първите видове организми на Земята, които използват фотосинтеза за производство на кислород. Те също са особено добри за оцеляване в сурови условия.
Спектърът на Слънцето в сравнение със спектъра на червено джудже от клас M.
Кредит: T. Roger/Europlanet 2024 RI
Оказа се, че цианобактериите процъфтявати расте под инфрачервеното лъчение на червено джудже. Затова учените „усложниха“ проблема и повториха експеримента с червени и зелени водорасли. И двамата се справиха и просперираха!
Цианобактерии в цъфтящо езерце. Снимка: en.freepik.com
По този начин, въпреки че червените джуджета не излъчват вида светлина, който е довел до еволюцията на фотосинтезата, земните организми биха могли да живеят под светлината на червено джудже.
Какво означава всичко това?
Резултатите от изследването са чудесна новина за учените, които търсят извънземен живот. Може би червените джуджета не са толкова безнадеждни.
Има обаче други проблеми с тяхзвезди, които „съсипват всичко“. Червените джуджета излъчват мощни изригвания, които могат да освободят близките планети от атмосферата им. В резултат на това те могат да загубят основните ресурси, необходими за сложните организми. И все пак авторите на изследването са пълни с оптимизъм — тяхното изследване хвърля светлина върху нашето разбиране за живота на други планети.
Прочетете още:
Катапулт изпраща сателити на НАСА в небето
Гигантска магнитна буря приближава Земята
Пресъздайте Слънцето на Земята: как физиците решиха основния проблем на термоядрения синтез
На корицата:Впечатление на художник от системата Gliese 887 с две новооткрити суперземи, обикалящи около звезда червено джудже на 11 светлинни години от Слънцето. Изображение: Марк Гарлик