Fotosintēze ir viena no svarīgākajām ķīmiskajām reakcijām dzīvībai uz Zemes. Izmantojot to, augi ražo
Dzīves pamats
Lielākā daļa augu izmanto hlorofilu kādaļa no fotosintēzes procesa. Tas atstaro zaļo gaismu, vienlaikus absorbējot sarkano un zilo. Tas notiek neskatoties uz to, ka visintensīvākā Saules gaisma atrodas spektra zaļajā daļā. Tas viss ir saistīts ar ķīmisku vielu, kas pazīstama kā tīklene. Tas absorbē zaļo krāsu un atstaro sarkano un zilo krāsu. Ja augi hlorofila vietā izmantotu tīkleni, lielākā daļa augu būtu purpursarkanā krāsā.
Dažas baktērijas to izmanto, bet tas izrādījāska hlorofils ir efektīvāks saules gaismai. Iespējams, ka agrīnā dzīvē tika izmantota tīklene, kas ir vienkāršāka molekula, pirms "izdomāja", kā lietot hlorofilu.
Kāda ir problēma?
Fotosintēze ir ideāli piemērota planētai, kasriņķo ap spilgti dzeltenu zvaigzni, piemēram, mūsu Sauli, kas izstaro lielāko daļu savas gaismas redzamajā spektrā. Taču šādas zvaigznes veido mazāk nekā 8% no mūsu galaktikas galvenās secības zvaigznēm. Bet sarkanie punduri veido 75% no galvenās kārtas zvaigznēm.
Sarkanais punduris. Foto: NASA/Walt Feimer
Problēma ir tāda, ka saskaņā ar statistikulielākā daļa potenciāli apdzīvojamo planētu riņķo tieši ap šādām zvaigznēm. Un sarkanie punduri ir daudz mazāki un vēsāki nekā mūsu Saule. Lielākā daļa gaismas, ko tie izstaro, atrodas infrasarkanajā diapazonā. Tas ir jauki un silti (tāpat kā daži sildītāji mūsu mājās), bet vai tas nodrošina fotosintēzei nepieciešamo stimulu? Tas ir tieši tas, ko zinātnieki mēģināja noskaidrot.
Ko zinātnieki ir izdarījuši?
Šim nolūkam itāļu zinātnieki ir izveidojuši simulatoruzvaigžņu gaisma (attēlā zemāk). Šis ir gaismas diožu masīvs, kas simulē sarkanā pundura spektru. Kopumā ierīce var parādīt dažāda veida zvaigžņu spektrus. Bet sarkanie punduri ir tik izplatīti, ka tie tika pētīti vispirms.
Zvaigžņu gaismas (pa kreisi) un apgaismojuma (pa labi) simulators. Kredīts: La Rocca et al.
Tad laboratorijas apstākļos zinātnieki radījaatmosfēra, kas varētu būt raksturīga agrīnai apdzīvojamai pasaulei, tika pievienota ar dažām baktērijām un apgaismota ar imitētu zvaigžņu gaismu.
Kā noritēja eksperiments?
Eksperimentam zinātnieki izmantojacianobaktērijas. Mēs izvēlējāmies seksu uz tiem, jo tie ir viens no pirmajiem organismu veidiem uz Zemes, kas izmanto fotosintēzi skābekļa ražošanai. Tie ir arī īpaši labi, lai izdzīvotu skarbos apstākļos.
Saules spektrs salīdzinājumā ar M klases sarkanā pundura spektru.
Kredīts: T. Rodžers/Europlanet 2024 RI
Izrādījās, ka zilaļģes uzplaukaun auga zem sarkanā pundura infrasarkanā starojuma. Tāpēc zinātnieki “sarežģīja” problēmu un atkārtoja eksperimentu ar sarkanajām un zaļajām aļģēm. Gan tika galā, gan uzplauka!
Zilaļģes ziedošā dīķī. Foto: en.freepik.com
Tādējādi, lai gan sarkanie punduri neizstaro tāda veida gaismu, kas izraisīja fotosintēzes attīstību, sauszemes organismi varētu dzīvot sarkanā pundura gaismā.
Ko tas viss nozīmē?
Pētījuma atklājumi ir lieliskas ziņas zinātniekiem, kuri meklē ārpuszemes dzīvību. Varbūt sarkanie punduri nav tik bezcerīgi.
Tomēr ar tiem ir arī citas problēmaszvaigznes, kas "iznīcina visu". Sarkanie punduri izstaro spēcīgus uzliesmojumus, kas var atņemt tuvējām planētām atmosfēru. Tā rezultātā viņi var zaudēt pamata resursus, kas nepieciešami sarežģītiem organismiem. Un tomēr pētījuma autori ir optimisma pilni — viņu pētījumi atklāj mūsu izpratni par dzīvi uz citām planētām.
Lasīt vairāk:
Katapulta sūta NASA satelītus debesīs
Zemei tuvojas milzu magnētiskā vētra
Atjaunojiet Sauli uz Zemes: kā fiziķi atrisināja galveno kodolsintēzes problēmu
Uz vāka:Mākslinieka iespaids par Gliese 887 sistēmu ar divām jaunatklātām superzemēm, kas riņķo ap sarkano pundurzvaigzni 11 gaismas gadu attālumā no Saules. Attēla kredīts: Marks Garliks