Die Photosynthese ist eine der wichtigsten chemischen Reaktionen für das Leben auf der Erde. Damit produzieren Pflanzen
Die Grundlage des Lebens
Die meisten Pflanzen verwenden Chlorophyll alsTeil des Photosyntheseprozesses. Es reflektiert grünes Licht und absorbiert gleichzeitig rotes und blaues Licht. Dies trotz der Tatsache, dass das intensivste Licht der Sonne im grünen Teil des Spektrums liegt. Es ist alles auf eine Chemikalie namens Retinal zurückzuführen. Es absorbiert Grün und reflektiert Rot und Blau. Wenn Pflanzen Retinal anstelle von Chlorophyll verwenden würden, wären die meisten Pflanzen lila.
Einige Bakterien verwenden es, aber es stellte sich herausdass Chlorophyll effektiver für Sonnenlicht ist. Vielleicht hat das frühe Leben Retinal verwendet, das ein einfacheres Molekül ist, bevor es „herausgefunden“ hat, wie man Chlorophyll verwendet.
Was ist das Problem?
Die Photosynthese ist ideal für einen Planeten, derumkreist einen leuchtend gelben Stern wie unsere Sonne, der den größten Teil seines Lichts im sichtbaren Spektrum aussendet. Aber solche Sterne machen weniger als 8 % der Hauptreihensterne in unserer Galaxie aus. Aber Rote Zwerge machen 75 % der Hauptreihensterne aus.
Roter Zwerg. Foto: NASA/Walt Feimer
Das Problem ist, dass laut StatistikDie überwiegende Mehrheit der potenziell bewohnbaren Planeten umkreist genau solche Sterne. Und Rote Zwerge sind viel kleiner und kühler als unsere Sonne. Das meiste Licht, das sie aussenden, liegt im Infrarotbereich. Es ist schön warm (wie einige Heizungen in unseren Häusern), aber liefert es den nötigen Schub für die Photosynthese? Genau das versuchten Wissenschaftler herauszufinden.
Was haben die Wissenschaftler getan?
Zu diesem Zweck haben italienische Wissenschaftler einen Simulator entwickeltSternenlicht (Bild unten). Dabei handelt es sich um eine Reihe von LEDs, die das Spektrum eines Roten Zwergs simulieren. Generell kann das Gerät die Spektren verschiedener Sterntypen darstellen. Aber Rote Zwerge sind so häufig, dass sie zuerst untersucht wurden.
Simulator von Sternenlicht (links) und Beleuchtung (rechts). Quelle: La Rocca et al.
Dann schufen Wissenschaftler unter LaborbedingungenEine Atmosphäre, die für eine frühe bewohnbare Welt typisch gewesen sein könnte, wurde mit einigen Bakterien versetzt und mit simuliertem Sternenlicht beleuchtet.
Wie war der Versuch?
Für das Experiment verwendeten WissenschaftlerCyanobakterien. Wir haben uns für Sex mit ihnen entschieden, weil sie zu den ersten Organismenarten auf der Erde gehören, die Photosynthese nutzen, um Sauerstoff zu produzieren. Sie eignen sich auch besonders gut zum Überleben unter rauen Bedingungen.
Das Spektrum der Sonne im Vergleich zum Spektrum eines Roten Zwergs der M-Klasse.
Bildnachweis: T. Roger/Europlanet 2024 RI
Es stellte sich heraus, dass Cyanobakterien floriertenund wuchs unter der Infrarotstrahlung eines Roten Zwergs. Deshalb „komplizierten“ die Wissenschaftler das Problem und wiederholten das Experiment mit Rot- und Grünalgen. Beide haben es geschafft und gediehen!
Cyanobakterien in einem blühenden Teich. Foto: de.freepik.com
Auch wenn Rote Zwerge nicht das Licht aussenden, das die Entwicklung der Photosynthese vorangetrieben hat, könnten terrestrische Organismen unter dem Licht eines Roten Zwergs leben.
Was bedeutet das alles?
Die Ergebnisse der Studie sind großartige Neuigkeiten für Wissenschaftler, die nach außerirdischem Leben suchen. Vielleicht sind Rote Zwerge nicht so hoffnungslos.
Allerdings gibt es bei diesen auch andere ProblemeSterne, die „alles ruinieren“. Rote Zwerge senden starke Fackeln aus, die benachbarte Planeten ihrer Atmosphäre berauben können. Dadurch können ihnen die grundlegenden Ressourcen entgehen, die für komplexe Organismen notwendig sind. Und doch sind die Autoren der Studie voller Optimismus – ihre Forschung wirft Licht auf unser Verständnis des Lebens auf anderen Planeten.
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