Fotosyntéza je jednou z nejdůležitějších chemických reakcí pro život na Zemi. Pomocí něj rostliny produkují
Základ života
Většina rostlin využívá chlorofyl jakosoučástí procesu fotosyntézy. Odráží zelené světlo a zároveň absorbuje červenou a modrou. A to i přesto, že nejintenzivnější světlo ze Slunce je v zelené části spektra. Za všechno může chemická látka známá jako retinal. Pohlcuje zelenou a odráží červenou a modrou. Pokud by rostliny místo chlorofylu používaly retinal, většina rostlin by byla fialová.
Některé bakterie to používají, ale ukázalo seže chlorofyl je účinnější pro sluneční záření. Možná, že časný život používal retinal, což je jednodušší molekula, než „přišel na to“, jak používat chlorofyl.
Co je za problém?
Fotosyntéza je ideální pro planetu, kteráobíhá kolem jasně žluté hvězdy, jako je naše Slunce, které vyzařuje většinu svého světla ve viditelném spektru. Ale takové hvězdy tvoří méně než 8 % hvězd hlavní posloupnosti v naší galaxii. Ale červení trpaslíci tvoří 75 % hvězd hlavní sekvence.
Červený trpaslík. Foto: NASA/Walt Feimer
Problém je v tom, že podle statistiknaprostá většina potenciálně obyvatelných planet obíhá právě takové hvězdy. A červení trpaslíci jsou mnohem menší a chladnější než naše Slunce Většina světla, které vyzařují, je v infračervené oblasti. Je to příjemné a teplé (jako některá topidla v našich domovech), ale poskytuje podporu potřebnou pro fotosyntézu? Přesně to se vědci snažili zjistit.
Co vědci udělali?
Za tímto účelem italští vědci vytvořili simulátorsvětlo hvězd (na obrázku níže). Jedná se o pole LED, které simulují spektrum červeného trpaslíka. Obecně platí, že zařízení dokáže zobrazit spektra různých typů hvězd. Ale červení trpaslíci jsou tak běžní, že byli studováni jako první.
Simulátor svitu hvězd (vlevo) a osvětlení (vpravo). Poděkování: La Rocca et al.
Pak v laboratorních podmínkách vytvořili vědciatmosféra, která mohla být typická pro raný obyvatelný svět, byla doplněna o nějaké bakterie a osvětlena simulovaným světlem hvězd.
Jaký byl experiment?
Pro experiment vědci použilisinice. Vybrali jsme si na nich sex, protože jsou jedním z prvních typů organismů na Zemi, které využívají fotosyntézu k produkci kyslíku. Jsou také zvláště dobré pro přežití v drsných podmínkách.
Spektrum Slunce ve srovnání se spektrem červeného trpaslíka třídy M.
Kredit: T. Roger/Europlanet 2024 RI
Ukázalo se, že sinice bujía rostl pod infračerveným zářením červeného trpaslíka. Vědci proto problém „zkomplikovali“ a zopakovali experiment s červenými a zelenými řasami. Oba to zvládli a prosperovali!
Sinice v rozkvetlém jezírku. Foto: en.freepik.com
I když tedy červení trpaslíci nevyzařují ten typ světla, který řídil evoluci fotosyntézy, pozemské organismy by mohly žít pod světlem červeného trpaslíka.
Co to všechno znamená?
Závěry studie jsou skvělou zprávou pro vědce hledající mimozemský život. Snad červení trpaslíci nejsou tak beznadějní.
S tím jsou však spojeny další problémyhvězdy, které „zničí všechno“. Červení trpaslíci vydávají silné záblesky, které mohou okolní planety zbavit jejich atmosféry. V důsledku toho mohou ztratit základní zdroje nezbytné pro složité organismy. A přesto jsou autoři studie plni optimismu – jejich výzkum vrhá světlo na naše chápání života na jiných planetách.
Přečtěte si více:
Katapult vysílá satelity NASA na oblohu
K Zemi se blíží obří magnetická bouře
Obnovte Slunce na Zemi: jak fyzici vyřešili hlavní problém termonukleární fúze
Na obalu:Umělecký dojem ze systému Gliese 887 se dvěma nově objevenými superzeměmi obíhajícími kolem červeného trpaslíka 11 světelných let od Slunce. Kredit snímku: Mark Garlick