광합성은 지구상의 생명체에게 가장 중요한 화학 반응 중 하나입니다. 그것을 이용하여 식물은 생산한다.
삶의 기초
대부분의 식물은 엽록소를 다음과 같은 용도로 사용합니다.광합성 과정의 일부. 빨간색과 파란색을 흡수하면서 녹색광을 반사합니다. 이것은 태양으로부터 가장 강렬한 빛이 스펙트럼의 녹색 부분에 있다는 사실에도 불구하고 발생합니다. 그것은 모두 레티날이라고 알려진 화학 물질에 달려 있습니다. 녹색을 흡수하고 빨간색과 파란색을 반사합니다. 식물이 엽록소 대신 레티날을 사용했다면 대부분의 식물은 보라색이 될 것입니다.
일부 박테리아는 그것을 사용하지만 밝혀졌습니다.엽록소는 햇빛에 더 효과적입니다. 아마도 초기 생명은 엽록소를 사용하는 방법을 "파악"하기 전에 더 간단한 분자인 레티날을 사용했을 것입니다.
무엇이 문제입니까?
광합성은 다음과 같은 행성에 이상적입니다.우리 태양과 같은 밝은 노란색 별 주위를 도는 별은 가시 스펙트럼에서 대부분의 빛을 방출합니다. 그러나 그러한 별들은 우리 은하의 주계열성 중 8% 미만을 차지합니다. 그러나 적색왜성은 주계열성의 75%를 차지합니다.
붉은 왜성. 사진: NASA/월트 파이머
문제는 통계에 따르면잠재적으로 거주 가능한 행성의 대다수는 그러한 별을 공전합니다. 그리고 적색 왜성은 우리 태양보다 훨씬 작고 시원합니다. 그들이 방출하는 대부분의 빛은 적외선 범위에 있습니다. 그것은 좋고 따뜻하지만(우리 집의 일부 히터처럼) 광합성에 필요한 부스트를 제공합니까? 이것이 바로 과학자들이 알아내려고 노력한 것입니다.
과학자들은 무엇을 했습니까?
이를 위해 이탈리아 과학자들은 시뮬레이터를 만들었습니다.별빛(아래 사진). 이것은 적색 왜성의 스펙트럼을 시뮬레이션하는 LED 배열입니다. 일반적으로 이 장치는 다양한 유형의 별의 스펙트럼을 표시할 수 있습니다. 그러나 적색 왜성은 너무 흔해서 먼저 연구되었습니다.
별빛 시뮬레이터(왼쪽)와 조명(오른쪽). 제공: La Rocca et al.
그런 다음 실험실 조건에서 과학자들은초기 거주 가능 세계의 전형적인 대기에 일부 박테리아가 추가되고 시뮬레이션된 별빛이 조명되었습니다.
실험은 어땠나요?
실험을 위해 과학자들은 다음을 사용했습니다.시아노박테리아. 우리는 그것들이 산소를 생산하기 위해 광합성을 사용하는 지구상 최초의 유기체 유형 중 하나이기 때문에 섹스를 선택했습니다. 그들은 또한 가혹한 조건에서 생존하는 데 특히 좋습니다.
태양의 스펙트럼을 M급 적색 왜성의 스펙트럼과 비교합니다.
크레딧: T. Roger/Europlanet 2024 RI
시아노박테리아가 번성했다는 사실이 밝혀졌습니다적색 왜성의 적외선 복사 아래서 성장했습니다. 따라서 과학자들은 문제를 "복잡하게" 만들고 홍조류와 녹조류를 사용하여 실험을 반복했습니다. 둘 다 대처하고 번영했습니다!
꽃이 만발한 연못의 시아노박테리아. 사진: en.freepik.com
따라서 적색왜성이 광합성의 진화를 주도하는 유형의 빛을 방출하지 않더라도 육상 유기체는 적색왜성의 빛 아래에서 살 수 있습니다.
이 모든 것이 무엇을 의미합니까?
이번 연구 결과는 외계 생명체를 찾는 과학자들에게 희소식이다. 아마도 적색 왜성은 그다지 절망적이지 않을 것입니다.
그러나 이들에는 또 다른 문제가 있다'모든 걸 망쳐놓는' 스타들. 적색 왜성은 인근 행성의 대기를 제거할 수 있는 강력한 플레어를 방출합니다. 결과적으로 복잡한 유기체에 필요한 기본 자원을 잃을 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 이 연구의 저자들은 낙관주의로 가득 차 있습니다. 그들의 연구는 다른 행성의 생명체에 대한 우리의 이해를 밝혀줍니다.
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표지:태양으로부터 11광년 떨어진 적색 왜성 주위를 공전하는 두 개의 새로 발견된 슈퍼지구가 있는 글리제 887 시스템에 대한 예술가의 인상. 이미지 출처: Mark Garlick