פוטוסינתזה היא אחת התגובות הכימיות החשובות ביותר לחיים על פני כדור הארץ. בעזרתו, צמחים מייצרים
בסיס החיים
רוב הצמחים משתמשים בכלורופיל כמוחלק מתהליך הפוטוסינתזה. הוא מחזיר אור ירוק תוך קליטת אדום וכחול. זאת למרות שהאור העז ביותר מהשמש נמצא בחלק הירוק של הספקטרום. הכל תלוי בכימיקל המכונה רשתית. הוא סופג ירוק ומשקף אדום וכחול. אם צמחים השתמשו ברשתית במקום בכלורופיל, רוב הצמחים היו סגולים.
כמה חיידקים משתמשים בזה, אבל התבררשכלורופיל יעיל יותר לאור השמש. אולי בחיים המוקדמים השתמשו ברשתית, שהיא מולקולה פשוטה יותר, לפני ש"הבינו" כיצד להשתמש בכלורופיל.
מה הבעיה?
פוטוסינתזה היא אידיאלית עבור כוכב לכתמקיף כוכב צהוב בוהק כמו השמש שלנו, שפולטת את רוב האור שלו בספקטרום הנראה. אבל כוכבים כאלה מהווים פחות מ-8% מכוכבי הרצף הראשי בגלקסיה שלנו. אבל ננסים אדומים מהווים 75% מכוכבי הרצף הראשי.
ננס אדום. צילום: נאס"א/וולט פיימר
הבעיה היא שלפי הסטטיסטיקה,הרוב המכריע של כוכבי לכת הניתנים למגורים מקיפים בדיוק כוכבים כאלה. וגמדים אדומים הם הרבה יותר קטנים וקרירים מהשמש שלנו רוב האור שהם פולטים הוא בתחום האינפרא אדום. זה נחמד וחם (כמו כמה תנורי חימום בבתים שלנו), אבל האם זה מספק את הדחיפה הדרושה לפוטוסינתזה? זה בדיוק מה שמדענים ניסו לגלות.
מה עשו המדענים?
לשם כך, מדענים איטלקים יצרו סימולטוראור כוכבים (בתמונה למטה). זהו מערך של לדים המדמים את הספקטרום של גמד אדום. באופן כללי, המכשיר יכול להראות את הספקטרום של סוגים שונים של כוכבים. אבל ננסים אדומים הם כל כך נפוצים עד שהם נחקרו תחילה.
סימולטור של אור כוכבים (משמאל) והארה (מימין). קרדיט: La Rocca et al.
ואז, בתנאי מעבדה, מדענים יצרואטמוספירה שאולי הייתה אופיינית לעולם מוקדם למגורים נוספה עם כמה חיידקים והוארה באור כוכבים מדומה.
איך היה הניסוי?
לצורך הניסוי השתמשו מדעניםציאנובקטריה. בחרנו עליהם מין מכיוון שהם אחד מסוגי האורגניזמים הראשונים על פני כדור הארץ שמשתמשים בפוטוסינתזה כדי לייצר חמצן. הם גם טובים במיוחד לשרוד בתנאים קשים.
הספקטרום של השמש בהשוואה לספקטרום של גמד אדום מסוג M.
קרדיט: T. Roger/Europlanet 2024 RI
התברר שהציאנובקטריה פרחהוגדל תחת קרינת אינפרא אדום של גמד אדום. לכן, מדענים "סיבכו" את הבעיה וחזרו על הניסוי עם אצות אדומות וירוקות. גם התמודד וגם שגשג!
ציאנובקטריה בבריכה פורחת. צילום: en.freepik.com
לפיכך, למרות שהגמדים האדומים אינם פולטים את סוג האור שהניע את התפתחות הפוטוסינתזה, אורגניזמים יבשתיים יכולים לחיות תחת אור של גמד אדום.
מה המשמעות של כל זה?
ממצאי המחקר הם חדשות נהדרות עבור מדענים המחפשים חיים מחוץ לכדור הארץ. אולי גמדים אדומים אינם כל כך חסרי תקווה.
עם זאת, יש בעיות אחרות עם אלהכוכבים ש"הורסים הכל". ננסים אדומים פולטים התלקחויות עוצמתיות שיכולות להפשיט את האטמוספירה שלהם מכוכבי לכת סמוכים. כתוצאה מכך, הם עלולים לאבד את המשאבים הבסיסיים הדרושים לאורגניזמים מורכבים. ועדיין, מחברי המחקר מלאים באופטימיות - המחקר שלהם שופך אור על הבנתנו את החיים בכוכבי לכת אחרים.
קרא עוד:
קטפולטה שולחת לוויינים של נאס"א לשמיים
סערה מגנטית ענקית מתקרבת לכדור הארץ
צור מחדש את השמש על פני כדור הארץ: כיצד פתרו פיזיקאים את הבעיה העיקרית של היתוך תרמו-גרעיני
על הכריכה:התרשמות של אמן ממערכת Gliese 887, עם שני כדורי-על שהתגלו לאחרונה מקיפים כוכב ננס אדום במרחק של 11 שנות אור מהשמש. קרדיט תמונה: מארק גארליק