La fotosintesi è una delle reazioni chimiche più importanti per la vita sulla Terra. Usandolo, le piante producono
La base della vita
La maggior parte delle piante usa la clorofilla comeparte del processo di fotosintesi. Riflette la luce verde assorbendo il rosso e il blu. Questo nonostante il fatto che la luce più intensa del Sole si trovi nella parte verde dello spettro. Dipende tutto da una sostanza chimica nota come retinale. Assorbe il verde e riflette il rosso e il blu. Se le piante usassero la retinale invece della clorofilla, la maggior parte delle piante sarebbe viola.
Alcuni batteri lo usano, ma si è scopertoche la clorofilla è più efficace per la luce solare. Forse i primi anni di vita usavano il retinale, che è una molecola più semplice, prima di "capire" come usare la clorofilla.
Qual è il problema?
La fotosintesi è l'ideale per un pianeta cheorbita attorno a una stella gialla brillante come il nostro Sole, che emette la maggior parte della sua luce nello spettro visibile. Ma tali stelle costituiscono meno dell’8% delle stelle della sequenza principale nella nostra galassia. Ma le nane rosse costituiscono il 75% delle stelle della sequenza principale.
Nana rossa. Foto: NASA/Walt Feimer
Il problema è che, secondo le statistiche,la stragrande maggioranza dei pianeti potenzialmente abitabili orbita attorno proprio a tali stelle. E le nane rosse sono molto più piccole e più fredde del nostro Sole. La maggior parte della luce che emettono è nella gamma degli infrarossi. È bello e caldo (come alcuni riscaldatori nelle nostre case), ma fornisce la spinta necessaria per la fotosintesi? Questo è esattamente ciò che gli scienziati hanno cercato di scoprire.
Che cosa hanno fatto gli scienziati?
A questo scopo, gli scienziati italiani hanno creato un simulatoreluce stellare (nella foto sotto). Si tratta di una serie di LED che simulano lo spettro di una nana rossa. In generale, il dispositivo può mostrare gli spettri di diversi tipi di stelle. Ma le nane rosse sono così comuni che sono state studiate per prime.
Simulatore di luce stellare (a sinistra) e illuminazione (a destra). Crediti: La Rocca et al.
Quindi, in condizioni di laboratorio, gli scienziati hanno creatoun'atmosfera che avrebbe potuto essere tipica di un mondo abitabile primitivo fu aggiunta con alcuni batteri e illuminata con la luce stellare simulata.
Com'è andato l'esperimento?
Per l'esperimento, gli scienziati hanno utilizzatocianobatteri. Abbiamo scelto il sesso su di loro perché sono uno dei primi tipi di organismi sulla Terra a utilizzare la fotosintesi per produrre ossigeno. Sono anche particolarmente adatti per sopravvivere in condizioni difficili.
Lo spettro del Sole confrontato con lo spettro di una nana rossa di classe M.
Credito: T. Roger/Europlanet 2024 RI
Si è scoperto che i cianobatteri prosperavanoed è cresciuto sotto la radiazione infrarossa di una nana rossa. Pertanto, gli scienziati hanno “complicato” il problema e hanno ripetuto l’esperimento con le alghe rosse e verdi. Entrambi hanno affrontato e prosperato!
Cianobatteri in uno stagno in fiore. Foto: it.freepik.com
Таким образом, несмотря на то, что красные карлики не излучают тот тип света, который управлял эволюцией фотосинтеза, земные организмы могли бы жить под светом красного карлика.
Cosa significa tutto questo?
Результаты исследования — отличная новость для ученых, которые ищут внеземную жизнь. Возможно, красные карлики не так безнадежны.
Однако, есть и другие проблемы с этими звездами, которые «все портят». Красные карлики испускают мощные вспышки, которые могут лишить атмосферы планеты поблизости. Они, в итоге, могут лишиться элементарных ресурсов, необходимых для сложных организмов. И, все же, авторы исследования полны оптимизма — их исследование проливает свет на наше понимание жизни на других планетах.
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На обложке: представление художника о системе Gliese 887 с двумя недавно открытыми суперземлями, вращающимися вокруг красного карлика в 11 световых годах от Солнца. Изображение предоставлено: Марк Гарлик