Sluneční záření je primární zdroj energie pro většinu živých organismů na Zemi. Dá se předpokládat, že pokud by se vyvinul život na jiné planetě, která by byla dostatečně ozářená svojí hvězdou a bez jiných významných zdrojů energie, jako jsou geotermální prameny, vyvinuly by se zde pravděpodobně také fotosyntetizující organismy. Doktorand Jack O"Malley-James z University of St Andrews zkoumal, jak by mohly vypadat rostliny v systému, kde by byly dvě nebo dokonce tři hvězdy.
Pozemská fotosyntéza
Vyšší rostliny na Zemi využívají hlavně dva druhy pigmentů – chlorofyly a karotenoidy. První jsou porfyrinová barviva, která mají velký kruh s hořčíkem uprostřed a dlouhým postranním řetězcem, který drží chlorofyl ukotvený v membráně (obr. 1). Karotenoidy jsou linerání molekuly, příp. s cykly na koncích, které jsou tvořeny z 8 pětiuhlíkatých isoprenoidních jednotek.
Sluneční záření má nejvyšší intenzitu právě v, pro nás, viditelné oblasti spektra (obr. 2). Fotosyntetické pigmenty se vzájemně doplňují právě tak, aby toto spektrum maximálně využily. Při fotosyntéze tedy nedochází k přímému zachycení světla pigmenty podílejícími se na vlastní fotosyntéze, ale nejdříve tzv. doprovodnými pigmenty, které si pak předávají energii dokud nedojde k jejímu vyzáření nebo předání do reakčního centra.
Mimozemská fotosyntéza
Pokud by se tedy vyvinul život na jiné planetě a byl závislý na záření své hvězdy, patrně by se přizpůsobil spektru tohoto záření.
Více než 25 hvězd podobných Slunci a 50 % červených trpaslíků se nalézá v multihvězdných seskupeních. Jack O"Malley-James se proto zabýval jednotlivými možnostmi, kdy planeta obíhá buď okolo dvou hvězd nebo kolem jedné hvězdy, u které se v blízkosti nalézá další. Život by se pak musel přizpůsobit různým zdrojům světla.
Rostliny u červených trpaslíků by se nám proto mohly jevit jako černé, neboť by absorbovaly úplné spektrum. Dále by mohly být schopné využívat infračervené nebo ultrafialové záření.
Závěry této studie se mohou zdát logické - proč by rostlina nevyužívala celé dostupné spektrum? Ale to nedělají ani naše rostliny, proto se nám jeví jako zelené. Přestože se jednotlivé pigmenty doplňují, cirka mezi 500 a 600 nm absorbují minimálně a něco podobného by se mohlo stát i v případě jiného dostupného spektra.
Prameny: Royal Astronomical Society (RAS) (2011, April 19). Could black trees blossom in a world with two suns?. ScienceDaily. April 21, 2011, http://www.sciencedaily.com¬ /releases/2011/04/110418201811.htm
K čemu má rostlina optická vlákna?
Autor: Václav Diopan (12.04.2019)
Diskuze:
pro život musíte mít dostatečný gradient entropie
Pavel Brož,2011-04-27 12:27:38
To, že radioaktivní rozpad dokáže udržet na planetě teplo po miliardy let, samo o sobě negarantuje, že tato energie bude využitelná pro život. Budete-li mít oceán či pevninu o libovolně vysoké teplotě, ale s malým teplotním gradientem, tak tam život nevypěstujete ani za kvadrilióny let. Potřebujete mít dostatečně silný gradient entropie, daný např. rozdílem chemických potenciálů, anebo přeměnou slunečního záření, které má velice nízkou entropii, anebo dostatečně silným teplotním gradientem např. v okolí podmořských kuřáků. K této podmínce ovšem musíte přidat i celkovou energetickou vydatnost využitelné části toho zdroje - např. pokud by život na Zemi byl odkázán jen na energii podmořských kuřáků, tak evoluce živých forem by byla jen mikroskopickým odvarem biosféry, která se tady překotně vyvíjela díky obrovskému energetickému příkonu, který Země dostává od Slunce - rozdíl je mnohořádový. S malým teplotním gradientem si lze představit maximálně tak pomalu se množíci mikroskopické formy života, jako jsou bakterie s metabolismem založeným na oxidaci kovů, jaké existují v hlubinných dolech, ale žádnou rozumnou evoluci života od toho čekat nelze - bez energie není muzika.
Iné možnosti
Milan Závodný,2011-04-26 20:09:41
Myslím, že život na Zemi nezačal chlorofilom, iba ním pokračoval. Posledných 50 rokov iba žasneme, kde všade život vegetuje a mimozemšťanov zobrazujeme zásadne humanoidných. Krátkozraké... Rádioaktívny rozpad dokáže udržať teplo dostatočne dlho na to, aby dával energiu miliardy rokov organizmom chráneným pred vonkajšími vplyvmi.
Karel Š,2011-04-27 07:58:20
Život by na zemi pravděpodobně stále existoval i kdyby evoluce nevynalezla fotosyntézu, ale pravděpodobně pouze v podobě bakterií, ani mnohobuněčné organismy by nejspíš nevznikly protože by neměly kde a protože by neměly zásobárnu energie kterou potřebují ke svému provozu.
Petivazny uhlik
Alexandr P,2011-04-25 13:17:17
Roky drilu se projevily :-) U zeaxanthinu je dole petivazny uhlik. Ta cervene naznacena dvojna vazba by tam byt nemela.
Tomáš Hluska,2011-04-26 10:30:55
ano a ne :) Tam to červené označuje, v čem se liší lutein od zeaxanthinu. Nevím, proč je označená ta hydroxylová skupina nahoře, ale ta spodní by měla mít jinou konfiguraci (pokud se na molekulu podíváme v 3D) + ta dvojná vazba je posunutá
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d9/Zeaxanthin2.svg
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/20/Luteine_-_Lutein.svg
Má to jeden háček
Pavel Kolar,2011-04-23 22:25:22
Hvězné soustavy s více jak jedním sluncem jsou natolik nestabilní, že pobyt planety v ekozóně po dostatečně dlouhou dobu, aby se vyvinul život, je věc z oblastí pohádek.
Martin Plesinger,2011-04-24 10:24:08
Dobry den, vzal jste mi namitu z ust. Pro vytvoreni zivota je potreba (alespon tak jak tomu dnes rozumime) pomerne dost casu, ktery musi planeta stravit v relativne rozumnych podminkach. Dostatecna stabilita systemu je proto klicova. Toto na mne pusobi, jako by stabilita nebyla vubec diskutovana. Jedine rozume stabilni systemy, ktere si umim predstavit by kopirovaly model Mesic-Zeme-Slunce. Planeta by obihala kolem male hvezdy, a cely tento system kolem vetsi. Mozna by byla stejna uvaha aplikovatelna na system s jednou hvezdou vyrazne promenne svitivosti. Jinak, neni urcita intenzita a stabilita osvetleni soucasti coho co se za eko-zonu povazuje?
Karel Š,2011-04-22 12:11:39
Rostliny na cizích planetách mají asi tak stejné důvody být černé jako rostliny na naší planetě. Vlastnosti fotosyntézy na jakékoliv planetě jsou dány řadou faktorů a spektrum dostupného záření je jen jeden z nich. Další jsou například vůbec existence chemikálií které v rámci fotosyntetického řetězce mohou fungovat, šance na jejich evoluční vznik v rámci biologie příslušného světa (dané mimo jiné jejich toxicitou vůči stavebním kamenůn tohoto života) a v neposlední řadě slepá náhoda která v určitém okamžiku dá vzniknout fotosyntéze která prostě vyhraje i když nemusí být ta nejlepší možná. Usuzovat na vlastnosti výsledku při tolika neznámých faktorech je tak trochu věštění z křišťálové koule.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
