Fotosyntéza je jednou z najdôležitejších chemických reakcií pre život na Zemi. Pomocou neho rastliny produkujú
Základ života
Väčšina rastlín využíva chlorofyl akosúčasťou procesu fotosyntézy. Odráža zelené svetlo a zároveň absorbuje červenú a modrú. A to aj napriek tomu, že najintenzívnejšie svetlo zo Slnka je v zelenej časti spektra. Za všetko môže chemikália známa ako sietnica. Pohlcuje zelenú a odráža červenú a modrú. Ak by rastliny používali sietnicu namiesto chlorofylu, väčšina rastlín by bola fialová.
Niektoré baktérie to používajú, ale ukázalo saže chlorofyl je účinnejší na slnečné žiarenie. Možno, že raný život používal sietnicu, čo je jednoduchšia molekula, predtým, ako „prišiel na to, ako používať chlorofyl.
Aký je problém?
Fotosyntéza je ideálna pre planétu, ktoráobieha okolo jasne žltej hviezdy ako naše Slnko, ktoré vyžaruje väčšinu svojho svetla vo viditeľnom spektre. Takéto hviezdy však tvoria menej ako 8 % hviezd hlavnej postupnosti v našej galaxii. Ale červení trpaslíci tvoria 75 % hviezd hlavnej postupnosti.
Červený trpaslík. Foto: NASA/Walt Feimer
Problém je v tom, že podľa štatistíkdrvivá väčšina potenciálne obývateľných planét obieha práve okolo takýchto hviezd. A červení trpaslíci sú oveľa menší a chladnejší ako naše Slnko. Väčšina svetla, ktoré vyžarujú, je v infračervenom rozsahu. Je to pekné a teplé (ako niektoré ohrievače v našich domovoch), ale poskytuje to impulz potrebný na fotosyntézu? Presne to sa vedci snažili zistiť.
Čo urobili vedci?
Na tento účel talianski vedci vytvorili simulátorsvetlo hviezd (na obrázku nižšie). Ide o pole LED diód, ktoré simulujú spektrum červeného trpaslíka. Vo všeobecnosti môže zariadenie zobraziť spektrá rôznych typov hviezd. Ale červení trpaslíci sú takí bežní, že boli študovaní ako prvé.
Simulátor svetla hviezd (vľavo) a osvetlenia (vpravo). Poďakovanie: La Rocca et al.
Potom v laboratórnych podmienkach vedci vytvoriliatmosféra, ktorá mohla byť typická pre skorý obývateľný svet, bola pridaná s nejakými baktériami a osvetlená simulovaným svetlom hviezd.
Aký bol experiment?
Na experiment vedci použilicyanobaktérie. Vybrali sme si na nich sex, pretože sú jedným z prvých druhov organizmov na Zemi, ktoré využívajú fotosyntézu na produkciu kyslíka. Sú tiež obzvlášť dobré na prežitie v drsných podmienkach.
Spektrum Slnka v porovnaní so spektrom červeného trpaslíka triedy M.
Poďakovanie: T. Roger/Europlanet 2024 RI
Ukázalo sa, že cyanobaktérie prekvitalia rástli pod infračerveným žiarením červeného trpaslíka. Vedci preto problém „skomplikovali“ a zopakovali experiment s červenými a zelenými riasami. Obaja to zvládli a prosperovali!
Sinice v rozkvitnutom jazierku. Foto: en.freepik.com
Takže aj keď červení trpaslíci nevyžarujú typ svetla, ktorý poháňal evolúciu fotosyntézy, suchozemské organizmy by mohli žiť pod svetlom červeného trpaslíka.
Čo to všetko znamená?
Závery štúdie sú skvelou správou pre vedcov, ktorí pátrajú po mimozemskom živote. Možno červení trpaslíci nie sú takí beznádejní.
S tými sú však spojené aj iné problémyhviezdy, ktoré „ničia všetko“. Červení trpaslíci vyžarujú silné svetlice, ktoré môžu zbaviť okolité planéty ich atmosféru. V dôsledku toho môžu stratiť základné zdroje potrebné pre zložité organizmy. A predsa sú autori štúdie plní optimizmu – ich výskum vrhá svetlo na naše chápanie života na iných planétach.
Čítaj viac:
Katapult vysiela satelity NASA na oblohu
K Zemi sa blíži obrovská magnetická búrka
Obnovte Slnko na Zemi: ako fyzici vyriešili hlavný problém termonukleárnej fúzie
Na obale:Umelecký dojem zo systému Gliese 887 s dvoma novoobjavenými super-Zemami obiehajúcimi okolo červeného trpaslíka 11 svetelných rokov od Slnka. Kredit fotografie: Mark Garlick