Fotosintezė yra viena iš svarbiausių cheminių reakcijų gyvybei Žemėje. Jį naudodami augalai gamina
Gyvenimo pagrindas
Dauguma augalų naudoja chlorofilą kaipfotosintezės proceso dalis. Jis atspindi žalią šviesą ir sugeria raudoną ir mėlyną spalvą. Taip yra nepaisant to, kad intensyviausia Saulės šviesa yra žaliojoje spektro dalyje. Viskas priklauso nuo cheminės medžiagos, vadinamos tinklaine. Jis sugeria žalią spalvą ir atspindi raudoną ir mėlyną spalvą. Jei augalai naudotų tinklainę, o ne chlorofilą, dauguma augalų būtų violetinės spalvos.
Kai kurios bakterijos jį naudoja, bet pasirodėkad chlorofilas veiksmingesnis saulės šviesai. Galbūt ankstyvame gyvenime buvo naudojama tinklainė, kuri yra paprastesnė molekulė, prieš „išsiaiškinant“, kaip naudoti chlorofilą.
Kokia problema?
Fotosintezė idealiai tinka planetai, kuriskrieja aplink ryškiai geltoną žvaigždę, tokią kaip mūsų Saulė, kuri didžiąją dalį šviesos skleidžia matomame spektre. Tačiau tokios žvaigždės sudaro mažiau nei 8% pagrindinės sekos žvaigždžių mūsų galaktikoje. Tačiau raudonosios nykštukės sudaro 75% pagrindinės sekos žvaigždžių.
Raudonasis nykštukas. Nuotrauka: NASA/Walt Feimer
Problema ta, kad, remiantis statistika,didžioji dauguma potencialiai tinkamų gyventi planetų skrieja būtent apie tokias žvaigždes. O raudonosios nykštukės yra daug mažesnės ir vėsesnės nei mūsų Saulė. Dauguma jų skleidžiamos šviesos yra infraraudonųjų spindulių diapazone. Jis gražus ir šiltas (kaip kai kurie šildytuvai mūsų namuose), bet ar suteikia fotosintezei reikalingą impulsą? Būtent tai bandė išsiaiškinti mokslininkai.
Ką padarė mokslininkai?
Tam italų mokslininkai sukūrė simuliatoriųžvaigždžių šviesa (nuotrauka žemiau). Tai šviesos diodų rinkinys, imituojantis raudonosios nykštukės spektrą. Apskritai prietaisas gali parodyti įvairių tipų žvaigždžių spektrus. Tačiau raudonieji nykštukai yra tokie įprasti, kad jie buvo ištirti pirmiausia.
Žvaigždžių šviesos (kairėje) ir apšvietimo (dešinėje) simuliatorius. Kreditas: La Rocca ir kt.
Tada laboratorinėmis sąlygomis mokslininkai sukūrėatmosfera, kuri galėjo būti būdinga ankstyvam gyventi pasauliui, buvo papildyta kai kuriomis bakterijomis ir apšviesta imituota žvaigždžių šviesa.
Kaip sekėsi eksperimentas?
Eksperimentui mokslininkai naudojocianobakterijos. Mes pasirinkome seksą ant jų, nes jie yra vienas iš pirmųjų organizmų tipų Žemėje, naudojančių fotosintezę deguoniui gaminti. Jie taip pat ypač tinka išgyventi atšiauriomis sąlygomis.
Saulės spektras lyginamas su M klasės raudonosios nykštukės spektru.
Kreditas: T. Roger/Europlanet 2024 RI
Paaiškėjo, kad melsvadumbliai klestėjoir augo raudonojo nykštuko infraraudonųjų spindulių spinduliuotėje. Todėl mokslininkai „komplikavo“ problemą ir pakartojo eksperimentą su raudonaisiais ir žaliais dumbliais. Ir susitvarkė, ir klestėjo!
Melsvai mėlynos bakterijos žydinčiame tvenkinyje. Nuotrauka: en.freepik.com
Taigi, nors raudonosios nykštukės neskleidžia tokios šviesos, kuri paskatino fotosintezės evoliuciją, sausumos organizmai galėtų gyventi raudonosios nykštukės šviesoje.
Ką visa tai reiškia?
Tyrimo išvados yra puiki žinia mokslininkams, ieškantiems nežemiškos gyvybės. Galbūt raudonieji nykštukai nėra tokie beviltiški.
Tačiau su jais yra ir kitų problemųžvaigždės, kurios „viską sugadina“. Raudonosios nykštukės skleidžia galingus blyksnius, galinčius atimti iš netoliese esančių planetų atmosferą. Dėl to jie gali netekti pagrindinių išteklių, reikalingų sudėtingiems organizmams. Ir vis dėlto tyrimo autoriai kupini optimizmo – jų tyrimai atskleidžia mūsų supratimą apie gyvenimą kitose planetose.
Skaityti daugiau:
Katapulta į dangų siunčia NASA palydovus
Milžiniška magnetinė audra artėja prie Žemės
Atkurkite saulę Žemėje: kaip fizikai išsprendė pagrindinę termobranduolinės sintezės problemą
Ant viršelio:Menininko įspūdis apie Gliese 887 sistemą su dviem naujai atrastomis superžemėmis, skriejančiomis aplink raudonąją nykštukę 11 šviesmečių atstumu nuo Saulės. Vaizdo kreditas: Markas Garlickas