Οι επιστήμονες εντόπισαν κυανοβακτήρια ικανά να πραγματοποιήσουν φωτοσύνθεση σε απόλυτο σκοτάδι εντός Caverna από Carlsbad, σε Novo México, Estados Unidos. Οι μικροοργανισμοί Essas χρησιμοποιούν εγγύς υπέρυθρο φως, αντί ορατό φως, για να μετατρέψουν την ενέργεια. Η ανακάλυψη διευρύνει τις δυνατότητες ύπαρξης ζωής σε εξωπλανήτες που περιφέρονται γύρω από τους κόκκινους νάνους αστέρες, τους πιο συνηθισμένους στο Via Láctea.
Η αποστολή πραγματοποιήθηκε το 2018 στα βάθη του σπηλαίου, όπου το ορατό φως δεν φτάνει. Οι ερευνητές Hazel Barton, βιολόγος σπηλαίων στο Universidade του Alabama, και ο Lars Behrendt, μικροβιακός βιολόγος στο Universidade του Eles επιβεβαίωσαν ότι τα κυανοβακτήρια χρησιμοποιούν χλωροφύλλη πέρα από μήκους 070 nath για τη σύλληψη.
Το σπήλαιο λειτουργεί ως καθρέφτης για το εγγύς υπέρυθρο φως που ανακλάται από τα ασβεστολιθικά πετρώματα. Το Isso έχει 695 φορές μεγαλύτερη ένταση στα βαθύτερα σημεία σε σύγκριση με την είσοδο. Τα μικρόβια συγκεντρώνονται στις πιο απομονωμένες και πιο σκοτεινές περιοχές, πιθανώς αμετάβλητα για εκατομμύρια χρόνια.
Λεπτομέρειες για την ανακάλυψη στο σπήλαιο
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν φακούς για να αποκαλύψουν το έντονο πράσινο στους τοίχους. Τα εργαστήρια Testes επικύρωσαν τη φωτοσυνθετική δραστηριότητα χωρίς ηλιακό φως. Τα κυανοβακτήρια ευδοκιμούν σε ένα προστατευμένο και απομονωμένο περιβάλλον.
Ο σχηματισμός του σπηλαίου χρονολογείται πριν από 4 έως 11 εκατομμύρια χρόνια, που διαβρώθηκε από το θειικό οξύ στον ασβεστόλιθο. Το εθνικό πάρκο προσελκύει περίπου 350.000 επισκέπτες το χρόνο, αλλά λίγοι γνωρίζουν για αυτήν την πρόσφατη επιστημονική ανακάλυψη.
Επιπτώσεις για την αστροβιολογία
Τα περισσότερα αστέρια στον γαλαξία εκπέμπουν κυρίως εγγύς υπέρυθρο φως. Κυριαρχούν τα Estrelas τύπου M και K, σε αντίθεση με το Sol. Η ικανότητα Essa επεκτείνει τα όρια της φωτοσύνθεσης πέρα από το ορατό κόκκινο.
Προηγούμενη έρευνα είχε θέσει το όριο στα 700 νανόμετρα με χλωροφύλλη α. Agora, με χλωροφύλλη f, φτάνει τα 780 νανόμετρα. Το Isso υποδηλώνει ότι η φωτοσυνθετική ζωή μπορεί να υπάρχει σε ευρύτερες κατοικήσιμες ζώνες γύρω από τους κόκκινους νάνους.
Σχετικές ιστορικές εξελίξεις
Οι προηγούμενες ανακαλύψεις περιλαμβάνουν τη χημειοσύνθεση που αναγνωρίστηκε το 1890 από τον Sergei Nikolaevich Vinogradskii. Το 1996, ο Hideaki Miyashita βρήκε τη μαρίνα Acaryochloris χρησιμοποιώντας κοντινό υπέρυθρο φως. Το Estudos του 2018 στο Yellowstone και στο Austrália έδειξε φωτοσύνθεση σε σκιασμένα περιβάλλοντα.
Αυτά τα ευρήματα συσσωρεύουν στοιχεία ότι οι οργανισμοί προσαρμόζονται σε ακραίες συνθήκες. Τα κυανοβακτήρια του Carlsbad αντιπροσωπεύουν ένα παράδειγμα στην πλήρη απουσία ορατού φωτός.
Πρόταση έργου με τη NASA
Οι Barton και Behrendt προτείνουν τη μέτρηση των ελάχιστων ορίων φωτός και μήκους κύματος για τη φωτοσύνθεση. Το έργο στοχεύει να βελτιώσει τις παρατηρήσεις με το Telescópio Espacial James Webb. Η φασματοσκοπία Análises των εξωπλανητικών ατμοσφαιρών θα μπορούσε να ανιχνεύσει οξυγόνο ή άλλα βιολογικά σήματα.
Το οξυγόνο έχει λίγες μη βιολογικές εξηγήσεις. Reduzir ο αριθμός των υποψηφίων αστεριών από δισεκατομμύρια σε δεκάδες διευκολύνει τις στοχευμένες αναζητήσεις.
Ακραίες συνθήκες σπηλαίων
Τα σπήλαια του Carlsbad αποτελούν ένα από τα μεγαλύτερα υπόγεια συστήματα. Τα φωτεινά Estalactites χαρακτηρίζουν τον τόπο. Το υπέρυθρο φως διεισδύει βαθιά λόγω της ανάκλασης από τους βράχους.
Τα μικρόβια που έχουν απομονωθεί για έως και 49 εκατομμύρια χρόνια διατηρούν ζωτικές διαδικασίες. Το Isso επιδεικνύει ανθεκτικότητα σε σκληρά περιβάλλοντα.
Η ανακάλυψη ενισχύει ότι η βάση των επίγειων τροφικών αλυσίδων, η φωτοσύνθεση, μπορεί να συμβεί σε φάσματα αόρατα στο ανθρώπινο μάτι. Οι έρευνες Cientistas συνεχίζουν να χαρτογραφούν αυτά τα όρια με ακρίβεια.
