科學家發現一種新型的光合作用,火星上植物生長釋放氧氣成為可能

2020-12-06 茶馬星球視野

光合作用是將光轉化為能量的過程,它是任何綠色植物的必不可少的生命過程,因此「尋找新的光合作用」的想法聽起來很奇怪。

直到現在,科學家們對植物光合作用的理解是,植物只能吸收光譜上的可見光,特別是吸收紅光,這通常被稱為「紅色限制」。但是英國倫敦帝國理工學院的一個研究小組已經發現了一種新型的光合作用,它也允許生命在近紅外光的環境下存在。

這項剛剛發表《科學》雜誌上的新研究徹底重新定義了我們應該如何在新的空間尋找生命,無論是在地球上或宇宙中。如果植物群能夠在沒有可見光的情況下超越「紅色極限」生長,我們可以搜索更多的星球,去尋找生命是否存在。因為很多系外行星的可見光環境很差,反而是僅紅外光較為充足。

目前研究人員在大學裡的實驗室裡嘗試用這種方法讓生命成長,結果很滿意。這種近紅外光合作用在被稱為「藍藻」的各種藍綠色藻類中發現,並且該團隊僅使用紅外LED燈就可以讓藻類樣品存活,超出了以前認為的「紅色極限」可能。

藻類通常會在光照充足的條件下進行光合作用,這是因為正常的光合作用主要由綠色色素葉綠素-a進行,而在低光照的條件下葉綠素-a系統會關閉,另一種稱為葉綠素-f的輔助色素可以吸收這種近紅外光,使得藻類在光線暗淡的環境下生長。

倫敦帝國學院教授爾盧瑟福表示,光合作用的新形式必須使我們重新思考它的基本機制。這一發現將會改寫教科書內容。

利用這種關於如何在惡劣條件下保持植物活性的新知識,它可以幫助我們在其他行星上建立植物群落。天體生物學家經常使用「紅色極限」來確定其他行星或衛星是否能夠成功植物生長,但這並不像我們以前想像的那樣受限。能夠進行近紅外光合作用的植物群落,在火星等其他星球上為人類的殖民發展提供非常重要的氧氣供應。

如果這樣的操作可行,接下來可以在未來的太空探索任務中讓藻類與太空人同行,最終可以實現人類在宇宙的新家中自由呼吸。

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