Fotosinteza je jedna od najvažnijih kemijskih reakcija za život na Zemlji. Koristeći ga, biljke proizvode
Osnova života
Većina biljaka koristi klorofil kaodio procesa fotosinteze. Reflektira zelenu svjetlost dok apsorbira crvenu i plavu. I to unatoč činjenici da je najintenzivnija svjetlost Sunca u zelenom dijelu spektra. Za sve je zaslužna kemikalija poznata kao retinal. Upija zelenu i reflektira crvenu i plavu. Kad bi biljke koristile retinal umjesto klorofila, većina bi biljaka bila ljubičasta.
Neke bakterije ga koriste, ali pokazalo seda je klorofil učinkovitiji za sunčevu svjetlost. Možda je u ranom životu koristio retinal, koji je jednostavnija molekula, prije nego što je "odgonetnuo" kako koristiti klorofil.
U čemu je problem?
Fotosinteza je idealna za planet kojikruži oko svijetle žute zvijezde poput našeg Sunca, koja emitira većinu svoje svjetlosti u vidljivom spektru. Ali takve zvijezde čine manje od 8% zvijezda glavnog niza u našoj galaksiji. Ali crveni patuljci čine 75% zvijezda glavnog niza.
Crveni patuljak. Fotografija: NASA/Walt Feimer
Problem je što, prema statistici,velika većina potencijalno nastanjivih planeta kruži upravo oko takvih zvijezda. A crveni patuljci su mnogo manji i hladniji od našeg Sunca. Većina svjetlosti koju emitiraju je u infracrvenom području. Lijepo je i toplo (poput nekih grijalica u našim domovima), no daje li poticaj potreban za fotosintezu? Upravo su to znanstvenici pokušali otkriti.
Što su znanstvenici učinili?
U tu su svrhu talijanski znanstvenici izradili simulatorzvjezdana svjetlost (na slici ispod). Ovo je niz LED dioda koje simuliraju spektar crvenog patuljka. Općenito, uređaj može prikazati spektre različitih vrsta zvijezda. Ali crveni patuljci su toliko česti da su prvi proučavani.
Simulator svjetla zvijezda (lijevo) i osvjetljenja (desno). Zasluge: La Rocca et al.
Zatim su u laboratorijskim uvjetima znanstvenici stvoriliatmosfera koja je mogla biti tipična za rani nastanjivi svijet dodana je s nekim bakterijama i osvijetljena simuliranom svjetlošću zvijezda.
Kakav je bio eksperiment?
Za eksperiment su znanstvenici koristilicijanobakterije. Odabrali smo spol na njima jer su jedna od prvih vrsta organizama na Zemlji koja koristi fotosintezu za proizvodnju kisika. Također su posebno dobri za preživljavanje u teškim uvjetima.
Spektar Sunca u usporedbi sa spektrom crvenog patuljka klase M.
Zasluge: T. Roger/Europlanet 2024 RI
Ispostavilo se da su cijanobakterije cvjetalei rastao pod infracrvenim zračenjem crvenog patuljka. Stoga su znanstvenici "zakomplicirali" problem i ponovili eksperiment s crvenim i zelenim algama. I snašli se i napredovali!
Cijanobakterije u cvatućem ribnjaku. Fotografija: en.freepik.com
Dakle, iako crveni patuljci ne emitiraju vrstu svjetlosti koja je pokrenula evoluciju fotosinteze, zemaljski organizmi mogli bi živjeti pod svjetlom crvenog patuljka.
Što sve ovo znači?
Nalazi studije odlična su vijest za znanstvenike koji tragaju za izvanzemaljskim životom. Možda crveni patuljci i nisu tako beznadni.
Međutim, s tim postoje i drugi problemizvijezde koje “sve kvare”. Crveni patuljci emitiraju snažne baklje koje mogu skinuti atmosferu s obližnjih planeta. Kao rezultat toga, mogu izgubiti osnovne resurse potrebne za složene organizme. Pa ipak, autori studije puni su optimizma — njihovo istraživanje baca svjetlo na naše razumijevanje života na drugim planetima.
Čitaj više:
Katapult šalje NASA-ine satelite u nebo
Zemlji se približava ogromna magnetska oluja
Ponovno stvoriti Sunce na Zemlji: kako su fizičari riješili glavni problem termonuklearne fuzije
Na naslovnici:Umjetnikov dojam o sustavu Gliese 887, s dvije novootkrivene super-Zemlje koje kruže oko zvijezde crvenog patuljka 11 svjetlosnih godina od Sunca. Autor za sliku: Mark Garlick