Фотосинтез - одна з найважливіших хімічних реакцій для життя на Землі. Використовуючи його, рослини виробляють
Основа життя
Більшість рослин використовують хлорофіл якчастина процесу фотосинтезу. Він відображає зелене світло, поглинаючи червоний і синій. І це незважаючи на те, що найінтенсивніше світло Сонця — в зеленій частині спектру. Вся справа у хімічній речовині, відома як ретиналь. Він поглинає зелений колір і відображає червоний і синій. Якщо рослини використовували ретиналь замість хлорофілу, то більшість рослин були фіолетовими.
Деякі бактерії використовують його, але, виявилося,що для сонячного світла хлорофіл більш ефективний. Можливо, представники раннього життя використовували ретиналь, який є більш простою молекулою, перш ніж «зрозуміти», як використовувати хлорофіл.
В чому проблема?
Фотосинтез ідеально підходить для планети, якаобертається навколо яскраво-жовтої зірки, як наше Сонце, яка випромінює більшу частину світу у видимому спектрі. Але такі зірки складають менше 8% зірок головної послідовності в нашій галактиці. А ось червоні карлики становлять 75% зірок головної послідовності.
Червоний карлик. Фото: NASA/Walt Feimer
Проблема ще й у тому, що, за статистикою,переважна більшість потенційно населених планет обертається довкола саме навколо таких зірок. А червоні карлики набагато менше і холодніше нашого Сонця. Велика частина світла, який вони випромінюють, знаходиться в інфрачервоному діапазоні. Він приємний і теплий (як у деяких обігрівачів у наших будинках), але дає він імпульс, необхідний для фотосинтезу? Саме це намагалися з'ясувати вчені.
Що зробили вчені?
Для цього італійські вчені створили симуляторзоряного світла (на малюнку нижче). Це масив світлодіодів, що імітують спектр червоного карлика. Взагалі пристрій може показати спектри різних типів зірок. Але червоні карлики настільки поширені, що їх досліджували в першу чергу.
Симулятор зоряного світла (ліворуч) і при освітленні (праворуч). Надано: Ла Рокка та ін.
Потім у лабораторних умовах вчені створилиатмосферу, яка могла бути типовою для раннього населеного світу, додали трохи бактерій і висвітлили її змодельованим зоряним світлом.
Як проходив експеримент?
Для експерименту вчені використалиціанобактерії. Вибір підлогу на них, тому що вони - одні з перших типів організмів на Землі, які використовували фотосинтез для виробництва кисню. Ще вони особливо хороші для виживання в суворих умовах.
Спектр Сонця в порівнянні зі спектром червоного карлика М-класу.
Надано: Т. Роджер/Europlanet 2024 RI
Виявилося, що ціанобактерії процвіталиі росли під інфрачервоним випромінюванням червоного карлика. Тому вчені «ускладнили» завдання і повторили експеримент з червоними і зеленими водоростями. Обидва впоралися і процвітали!
Ціанобактерії у квітучій водоймі. Фото: ru.freepik.com
Таким чином, незважаючи на те, що червоні карлики не випромінюють той тип світла, який керував еволюцією фотосинтезу, земні організми могли б жити під світлом червоного карлика.
Що це все означає?
Результати дослідження – чудова новина для вчених, які шукають позаземне життя. Можливо, червоні карлики не такі безнадійні.
Однак, є й інші проблеми з цимизірками, які «все псують». Червоні карлики випромінюють потужні спалахи, які можуть позбавити атмосфери планети поблизу. Вони, в результаті, можуть втратити елементарні ресурси, необхідні для складних організмів. І, все ж, автори дослідження сповнені оптимізму — їхнє дослідження проливає світло на наше розуміння життя на інших планетах.
Читати далі:
Катапульта відправила у небо супутники НАСА
Гігантська магнітна буря наближається до Землі
Створити Сонце на Землі: як фізики вирішили головну проблему термоядерного синтезу
На обкладинці:уявлення художника про систему Gliese 887 з двома недавно відкритими суперземлями, що обертаються навколо червоного карлика в 11 світлових роках від Сонця. Зображення надано: Марк Гарлик