понедельник, 26 марта 2012 г.

Какого цвета обитаемые планеты?

Какого цвета обитаемые планеты?Взгляните на снимок Земли из космоса: вода — голубая, растительность — зелёная. А может так случиться, что последняя окажется красной, фиолетовой, синей?

Вопрос далеко не праздный: в скором времени охотники за экзопланетами смогут получать намного больше информации, чем когда-либо. На что стоит обращать внимание прежде всего при поиске фотосинтетической активности? Казалось бы, ответ очевиден: кислород. Но только если фотосинтез происходит так же, как на Земле, — с выделением кислорода. Не будем забывать, что «наш» фотосинтез начинался в ином режиме.

Другой вариант — цвет поверхности планеты с учётом особенностей излучения местной звезды.

Фотосинтез — это биохимическая реакция, производящая энергию и создающая новую биомассу за счёт энергии солнечного света. Дабы использовать энергию по назначению, специальные молекулы подстерегают фотоны с определённой длиной волны. Полученная энергия передаётся в «реактор», где вода разлагается, и освобождённые электроны начинают своё путешествие по клеточной мембране. В качестве побочного продукта выскакивает кислород.

На Земле бóльшая часть светособирающих молекул — зелёные. Этот цвет обусловлен тем спектром света, который достигает поверхности планеты. Два фактора играют роль, когда встаёт вопрос о том, какие фотоны использовать: количество света и его энергия. Синие фотоны несут много энергии, но их мало; красные менее энергичны, но встречаются чаще. Зелёные фотоны находятся в незолотой середине: у них мало энергии и они не слишком обильны. Поэтому земная экосистема выбрала зелёный цвет — для отражения этих ненужных фотонов.

Соответствующим образом можно предположить, как обстоят дела на других планетах. Возникновение растительности наиболее вероятно там, где звёзды горят достаточно долго, чтобы дать возможность развиться сложным формам жизни. Это светила спектральных классов F, G, K и M. F — большие и горячие, их свет насыщен энергией. М — маленькие и холодные, они имеют более низкий энергетический спектр. G и K расположены где-то посередине. Планеты, находящиеся в системах F-звёзд, получают большую дозу синего цвета, поэтому местной растительности надо отражать избыток фотонов высокой энергии, и листья там, скорее всего, голубые. На планетах M-систем в почёте все фотоны, и там эволюционно выгодными будут такие пигменты, которые позволяют впитывать свет любой энергии. Скорее всего, тамошние растения обладают радужной окраской, есть даже чёрные экземпляры, которые поглощают все длины волн в пределах видимого спектра.

В 2006 году Джон Рейвен из Университета Данди и Чарльз Кокелл из Открытого университета (оба — Великобритания) опубликовали несколько любопытных рассуждений на эту тему. По их расчётам, для того чтобы на Земле протекал фотосинтез при отсутствии Солнца, на небе должно быть в 10 млн раз больше звёзд. Если бы Луна каким-то фантастическим образом вдруг оказалась единственным источником света на планете, его хватило бы на фотосинтез, но только в очень небольших масштабах. Фотосинтез может протекать и при искусственном освещении.

Джек О`Мэлли-Джеймс из Университета Сент-Эндрюс (Великобритания) и его коллеги вышли за рамки занимательной биофизики и проанализировали двойные системы со звёздами классов G и M (о предварительных результатах этих штудий «КЛ» уже сообщала). Главное: растительность на планетах таких систем получает свет то одного, то другого вида.

Быть может, это привело бы к возникновению микроорганизмов, способных в течение какого-то времени усваивать один свет, а затем оперативно перестраиваться?

Г-н О`Мэлли-Джеймс отмечает, что подобная способность потребовала бы значительных энергетических инвестиций. Если одна из звёзд даёт достаточно энергии, то такая перестройка никому не нужна. Ну а если приходится ловить свет обоих светил, то, возможно, инвестиции в двойную систему фотосинтеза были бы оправданны.

Результаты исследования опубликованы в журнале Astrobiology.

Подготовлено по материалам Wired.

Оригинальная статья

Поделитесь этой новостью с Вашими друзьями!

Ранее в рубрике "Космос":

В искусственном кометном льду найдено 26 аминокислот
Настоящий склад сложной органики – целых 26 аминокислот – обнаружила в искусственном кометном льду, полученном в условиях, приближенных к космическим, группа специалистов, работающих по программе европейской космической миссии «Розетта». То, что кометное вещество может содержать достаточно сложные органические соединения, подтверждено инструментальным анализом микрочастиц, собранных специальным з...
  (читать дальше)

Сначала был большой взрыв
В обсерватории Лас-Кампанас (Чили) началось строительство GMT (Гигантского Магелланова телескопа с эквивалентным диаметром зеркала более 20 метров). Корреспондент «Газеты.Ru» рассказывает об этой обсерватории. «Во всех странах наука одна, а в Америке ее две – частная и публичная. Публичная астрономия существует на деньги налогоплательщиков. Частная существует на свои собственные бюджеты и пожертв...
  (читать дальше)

Осадки на Титане редки, но обильны
Кое-где на Титане дождь идёт раз в тысячу лет. Таков результат анализа данных космического аппарата «Кассини». Автор исследования Ральф Лоренц из Университета Джонса Хопкинса (США) представил свои выводы на 43-й Конференции по вопросам изучения лун и планет. Титан в некотором роде очень похож на Землю. Это единственное тело Солнечной системы (наряду с нашим голубым шариком), на котором есть ре...
  (читать дальше)

Атомный БПЛА, к счастью, не полетит
Национальная лаборатория Сандия (США) обнародовала документ, из которого становится ясно, что упорные слухи последних лет возникли не на пустом месте: американские учёные действительно разрабатывали дрон с бортовым ядерным реактором. Как и в любой бумаге такого рода, в нём нет прямых упоминаний БПЛА с атомным реактором, и попытка найти конкретные приложения к документу приводит вас лишь к файлам...
  (читать дальше)

Подтверждено обнаружение сверхновой SN 2012aw в галактике M95
В соседней галактике M95 обнаружена сверхновая. Это одна из ближайших звёздных смертей, которые удавалось лицезреть астрономам. 16 марта профессионалы и любители отметили яркую точку на окраинах М95 — спиральной галактики с перемычкой в созвездии Льва. С тех пор несколько групп провели положенные наблюдения, и в итоге Международный астрономический союз объявил, что это, вне всякого сомнения, с...
  (читать дальше)

Планета Меркурий оказалась не такой, какой ее раньше себе представляли ученые
Планета Меркурий оказалась не такой, какой ее раньше себе представляли ученые: она имеет огромное железное ядро и еще недавно жила активной тектонической жизнью. Такие неожиданные данные передал аппарат NASA MESSENGER, который год назад вышел на орбиту вокруг ближайшей к Солнцу планеты. В новом номере журнала Science две группы исследователей сообщают о новых результатах обработки данных, получен...
  (читать дальше)

Спиральные рукава — это звёздные большаки
Здравый смысл подсказывает, что, подобно планетам вокруг Солнца, звёзды следуют по приблизительно круговым орбитам, которые пересекают спиральные рукава, и что Солнце сейчас находится где-то на периферии, а не в основном спиральном рукаве. Новое исследование, однако, показало, что в действительности почти половина ближайших к нам звёзд, включая Солнце, имеют орбиты, ориентированные на рукав Орио...
  (читать дальше)

Открыта радиогалактика со следами множественных релятивистских струй
Необычная спиралевидная радиогалактика, обнаруженная международной группой астрономов из Тайваня и Индии, может дать нам путеводную нить к истории более ранней Вселенной. Любопытно, что одна из её релятивистских струй выглядит совсем свежей. Её номер в каталоге NGC 3801, однако ей присвоено и индивидуальное имя SPECA — Спиралевидная нерегулярно излучающая радиогалактика (Spiral-host Episodic rad...
  (читать дальше)

Dawn выявил неожиданные детали на поверхности гигантского астероида Веста
Свежие изображения и информация, полученные с зонда Dawn, пролили неожиданный свет на необычные по составу породы на поверхности Весты, до того никогда не встречавшиеся на астероидах. Если прежде считалось, что поверхность этого небесного тела сложена целиком из ахондритов, то по новым данным, она имеет более сложный и не до конца понятный исследователям состав. Астероид Веста, диаметр которого ...
  (читать дальше)
НАСА и ЕКА будут осваивать Марс в четыре этапа
Группа учёных из Европы, Канады и США, включая специалистов НАСА и ЕКА, выделила четыре главных требования к будущим проектам, посвящённым доставке образцов марсианского грунта на Землю. Во главу угла поставлены поиск следов прошлой или нынешней жизни. Отправка человека — на последнем месте. Хотя выполнение первоочередной задачи — всё равно что поиск иголки в стоге сена, учёные полагают, что и...
  (читать дальше)

Как природа осуществляет наноразмерный контроль за солнечной энергией
Начало природного процесса захвата солнечной энергии происходит в абсорбирующих свет протеиновых комплексах, называемых фотосинтетическими реакционными центрами (РЦ). Даже после миллиардов лет эволюции Природа и не думает отказываться от находящегося в центре РЦ абсорбирующего свет гексамерного кофактора, нужного для проведения самой первой химической реакции фотосинтеза — индуцированного светом э...
  (читать дальше)

Почему секс и красный цвет взаимосвязаны
Исследователи пришли к выводу, что красные женские гениталии не возбуждают мужчин — следовательно, для сексуальной символики красного цвета нужно искать иное, менее наглядное объяснение. Обычно поведенческие эксперименты такого рода проводят на млекопитающих. Поэтому то, что в исследовании участвовали не самцы обезьян, а обычные мужчины, добавляет результатам ещё и солидную долю пикантности. С...
  (читать дальше)

Как мысли о смерти нам жить помогают
Размышления о смерти делают нас добрее и внимательнее, а вид на кладбище способен помочь с пошатнувшимся здоровьем. Общество обычно табуирует тему смерти. Считается (и тому есть подтверждения в работах психологов), что мысли о смерти негативно влияют на психику, способствуют асоциальному и даже антисоциальному поведению, и что нормальной жизни «размышления о вечном» следует держать в узде. С пси...
  (читать дальше)

Королевство кривых лучей
Обычно свет распространяется по прямой. Конечно, при помощи сред с различными коэффициентами преломления его можно отклонить. Однако новые исследования двух независимых научных групп показывают, что и сам по себе пучок света может изгибаться до 360˚. Часто новое — это хорошо забытое, но не обязательно старое. В конце 1970-х физики Майкл Берри из Бристольского университета (Великобритания) и Нанд...
  (читать дальше)

Объявлены победители конкурса подводной фотографии
Подведены итоги ежегодного конкурса подводной фотографии, который проходит под эгидой Школы морских и атмосферных наук Университета Майами (США). До участия допускаются только любители, которые зарабатывают на фотографии не более 20% своего дохода. Второе место в категории «Макросъёмка»: «фарфоровый» краб из семейства Porcellanidae, зацепившийся за полип морское перо в национальном парк...
  (читать дальше)

Заболевания дёсен, оказывается, не имеют отношения ни к инфарктам, ни к инсультам
Вот уже два десятка лет учёные твердят о связи между заболеваниями дёсен, инфарктами и инсультами. И вдруг новый анализ данных показывает, что эти заявления ошибочны. Американская кардиологическая ассоциация опубликовала в AHA journal Circulation «научный рапорт», заключающий, что периодонтит не повышает риска возникновения сердечно-сосудистых хворей и не является их причиной. Более того, нет ни м...
  (читать дальше)

Аспирин, возможно, помогает против ожирения
Салициловая кислота, образующаяся в результате расщепления аспирина, активирует расщепление жиров в клетке. Кажется, человечество вот уже более полутораста лет живёт с лекарством от всех болезней, не догадываясь о его чудодейственном всемогуществе. Не так давно проходило сообщение о том, что аспирин можно пить для профилактики рака; полным ходом исследуется его благотворное влияние при сердечно-...
  (читать дальше)

Как звучит симметрия субатомного мира?
Хотите услышать песнь позитрона? Итальянский инженер Доменико Вичинанца, кажется, готов воплотить вашу мечту. Этот человек уже экспериментировал с вулканической активностью и даже играл древнегреческую музыку с «Оркестром забытых звуков». Теперь его влечёт субатомный мир туманных и пузырьковых камер — предшественников современных детекторов частиц. Туманную камеру изобрёл в 1895 году шотландск...
  (читать дальше)

Нам бы расписания взять и отменить
Исследователи из Технологического института Джорджии (США) обнаружили, что отмена управления наземным общественным транспортом при помощи расписания и использование децентрализованной самоуправляющейся схемы позволяет сделать движение более эффективным. В работе, опубликованной в журнале Transportation Research, описан алгоритм, позволяющий минимизировать интервалы между появлениями автобусов на о...
  (читать дальше)