Fotosynteza jest jedną z najważniejszych reakcji chemicznych niezbędnych do powstania życia na Ziemi. Dzięki niemu rośliny produkują
Podstawa życia
Większość roślin wykorzystuje chlorofil jakoczęścią procesu fotosyntezy. Odbija światło zielone, pochłaniając światło czerwone i niebieskie. Dzieje się tak pomimo faktu, że najbardziej intensywne światło słoneczne występuje w zielonej części widma. Wszystko zależy od substancji chemicznej zwanej siatkówką. Pochłania kolor zielony i odbija kolor czerwony i niebieski. Gdyby rośliny używały siatkówki zamiast chlorofilu, większość roślin byłaby fioletowa.
Niektóre bakterie go używają, ale okazało sięże chlorofil jest bardziej skuteczny w przypadku światła słonecznego. Być może wczesne życie wykorzystywało siatkówkę, która jest prostszą cząsteczką, zanim „wymyśliłem”, jak używać chlorofilu.
Jaki jest problem?
Fotosynteza jest idealna dla planety, którakrąży wokół jasnożółtej gwiazdy, takiej jak nasze Słońce, która emituje większość swojego światła w widmie widzialnym. Ale takie gwiazdy stanowią mniej niż 8% gwiazd ciągu głównego w naszej galaktyce. Ale czerwone karły stanowią 75% gwiazd ciągu głównego.
Czerwony karzeł. Zdjęcie: NASA/Walt Feimer
Problem w tym, że według statystykzdecydowana większość planet potencjalnie nadających się do zamieszkania krąży wokół takich gwiazd. Czerwone karły są znacznie mniejsze i chłodniejsze niż nasze Słońce. Większość emitowanego przez nie światła mieści się w zakresie podczerwieni. Jest miło i ciepło (jak niektóre grzejniki w naszych domach), ale czy zapewnia impuls potrzebny do fotosyntezy? Właśnie tego próbowali dowiedzieć się naukowcy.
Co zrobili naukowcy?
W tym celu włoscy naukowcy stworzyli symulatorświatło gwiazd (na zdjęciu poniżej). Jest to układ diod LED symulujących widmo czerwonego karła. Ogólnie rzecz biorąc, urządzenie może pokazywać widma różnych typów gwiazd. Jednak czerwone karły są tak powszechne, że zbadano je w pierwszej kolejności.
Symulator światła gwiazd (po lewej) i oświetlenia (po prawej). Źródło: La Rocca et al.
Następnie w warunkach laboratoryjnych naukowcy stworzylido atmosfery, która mogła być typowa dla wczesnego nadającego się do zamieszkania świata, dodano bakterie i oświetlono symulowanym światłem gwiazd.
Jak przebiegł eksperyment?
Do eksperymentu naukowcy wykorzystalisinice. Wybór płci należy do nich, ponieważ są jednym z pierwszych typów organizmów na Ziemi, które wykorzystują fotosyntezę do produkcji tlenu. Są również szczególnie dobre do przetrwania w trudnych warunkach.
Widmo Słońca w porównaniu z widmem czerwonego karła klasy M.
Źródło: T. Roger/Europlanet 2024 RI
Okazało się, że rozkwitły sinicei rósł pod promieniowaniem podczerwonym czerwonego karła. Dlatego naukowcy „skomplikowali” problem i powtórzyli eksperyment z czerwonymi i zielonymi algami. Obaj poradzili sobie i prosperowali!
Sinice w kwitnącym stawie. Zdjęcie: pl.freepik.com
Zatem chociaż czerwone karły nie emitują światła, które napędzało ewolucję fotosyntezy, organizmy lądowe mogłyby żyć w świetle czerwonego karła.
Co to wszystko znaczy?
Wyniki badania to świetna wiadomość dla naukowców poszukujących życia pozaziemskiego. Być może czerwone karły nie są tak beznadziejne.
Jednakże są z nimi inne problemygwiazdy, które „wszystko niszczą”. Czerwone karły emitują potężne rozbłyski, które mogą pozbawić pobliskie planety atmosfery. W rezultacie mogą utracić podstawowe zasoby niezbędne dla złożonych organizmów. A jednak autorzy badania są pełni optymizmu – ich badania rzucają światło na naszą wiedzę o życiu na innych planetach.
Czytaj więcej:
Katapulta wysyła w niebo satelity NASA
Ogromna burza magnetyczna zbliża się do Ziemi
Odtwórz Słońce na Ziemi: jak fizycy rozwiązali główny problem syntezy termojądrowej
Na okładce:Artystyczna wizja układu Gliese 887, w którym znajdują się dwie nowo odkryte superziemie krążące wokół czerwonego karła 11 lat świetlnych od Słońca. Źródło zdjęcia: Mark Garlick