Jakou barvu budou mít rostliny na exoplanetách?

Na exoplanetách může mít biosféra jinou barvu než je tomu na Zemi. Vědci našli argumenty pro existenci exoplanet s fialovými rostlinami. Jakou barvu mají rostliny na jiných planetách? (délka blogu 3 min.)

Nové světy - nové možnosti

K dnešnímu dni bylo objeveno kolem 6000 exoplanet, obíhajících nejrůznější hvězdy v nedalekém (bráno vesmírnými měřítky) vesmírném okolí.

Více než tři desítky z nich jsou dokonce značně podobné Zemi. Naše hledání života ve vesmíru se tedy přesouvá do další fáze. Už víme, že existují planety, které by mohly na svém povrchu nést život. Dnes už není nejdůležitější otázka, jestli je život ve vesmíru vůbec možný. Dnes se vědci zabývají jiným tématem: jak by mohl život na různých exoplanetách vypadat?

Živá hmota využívá obrovskou variabilitu organických sloučenin (sloučenin s uhlíkovým základem - a zároveň se musí podřizovat fyzikálním a chemickým zákonům. Můžeme tedy očekávat, že bude život na jiné planetě sice odlišný od našeho, měl by ale vykazovat určité shodné prvky.

Pro začátek vycházejí vědci z toho, co poskytuje naše vlastní biosféra. Rostliny využívají fotosyntézu. Pod pojmem kyslíková fotosyntéza si často představujeme svěží zelený pigment chlorofyl. Kdysi dávno tomu tak ale nebylo. Před vznikem kyslíkové fotosyntézy na bázi chlorofylu převládal typ fotosyntézy, který kyslík nepotřeboval.

Rozdíly mezi kyslíkovou a nekyslíkovou (anoxygenní) fotosyntézou

Pojmem fotosyntéza se označuje proces, který přeměňuje světelnou energii na chemickou. Právě tuto chemickou energii pak využívají organismy ve svých metabolických procesech. Fotosyntézu mohou provádět různé druhy organismů, například rostliny, řasy, sinice nebo bakterie. U kyslíkové fotosyntézy je mezi vedlejšími produkty kyslík.

Existuje ale ještě jiná varianta fotosyntézy. Říká se jí anoxygenní - tedy neprodukující kyslík. Tento typ fotosyntézy probíhá při anaerobních podmínkách a nalezneme ji u některých bakterií.

Zatímco se kyslíkové fotosyntézy účastní voda (je zdrojem elektronů v chemické reakci), využívá anoxygenní fotosyntéza ionty vodíku, sirovodíku nebo iontu železa Fe2+.

Podobně jako barví listy rostlin chlorofyl, který se účastní kyslíkové fotosyntézy, mohou barvit své prostředí i pigmenty, které využívá anoxygenní fotosyntéza.

Na rané Zemi prý mohly převládat hlavně fialově pigmentované bakterie, včetně fialových nesirných bakterií a fialových sirných bakterií (což jsou bakterie, které preferují redukované sloučeniny síry jako donory elektronů místo vody).

Na Zemi obsazují tyto organismy například hlubokomořské hydrotermální průduchy, kde bakterie k fotosyntéze využívají nikoliv sluneční světlo, ale tepelnou energii hlubokomořských průduchů. To z nich dělá nadějné adepty na obydlení planet, kroužících kolem červených trpaslíků - hvězd typu M.

Hvězdy typu M totiž produkují energii, která nejvíce odpovídá potřebám takových organismů. Jejich povrch (jak už jméno napovídá) má červenou barvu s teplotou méně než 3000 °C. Je to nejčastější typ hvězd ve vesmíru. Z našeho vesmírného okolí víme, že takové hvězdy mívají hned několik blízkých kamenných planet. Některé z nich se mohou nacházet v tzv. obyvatelné zóně, tedy zóně, ve které může existovat tekutá voda.

Výše zmiňované bakterie by se mohly nacházet dokonce i na planetách podobných Zemi, které krouží kolem hvězd, podobných Slunci, tedy hvězd, které mají povrch teplejší než je tomu u červených trpaslíků.

Vědci nyní zhotovili modely, které odpovídají povrchu planety, obydlené fialovými bakteriemi. V budoucnu by mohl průzkum vesmíru hledat na exoplanetách nejen stopy po existenci zelených rostlin… ale také fialových bakterií.

Přitom v praxi takové organismy nemusí být nutně jen fialové. Mohou mít různé barvy, včetně žluté, oranžové, hnědé nebo červené - barvy, které se mohou projevit díky přítomnosti různých karotenoidů. Povrchy exoplanet tak mohou být zbarveny mnoha různými odstíny.

Nemusíme se tedy omezovat hledáním stop existence zelených rostlin. Vzhledem k tomu, jak časté jsou ve vesmíru hvězdy typu červený trpaslík (tvoří až 75 procent všech hvězd), můžeme nakonec zjistit, že náš zelený svět je spíše … exotický.

^{Zdroje: https://arxiv.org/abs/2404.10105}