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紫色行星可能是我们一直在寻找的外星生命的迹象

2024-04-24科学

在寻找外星生命的过程中,科学家们已经知道,我们可能正在寻找一个与地球上青翠的、以植物为主的生物圈截然不同的世界。

究竟有多大的不同很难知道,但我们自己的星球仍然可以为我们提供一些线索。例如,有些生物可以生活在对地球上大多数其他生命非常不友好的环境中。

但是,外星植物生命会是什么样子呢?

地球上的生命也提供了另一种可能性。虽然这里很大一部分生产者为了生存而含有绿色叶绿素,但在弱光条件下生长的光合细菌往往被染成紫色,以充分利用红外辐射。

康奈尔大学卡尔萨根研究所的天体生物学家Lígia Fonseca Coelho说:「紫色细菌可以在各种条件下繁殖,使其成为主宰各种世界的生命的主要竞争者之一。」。

「它们已经在某些生态位中茁壮成长。想象一下,如果它们没有与绿色植物、藻类和细菌竞争:红色的太阳可以为它们提供最有利的光合作用条件。」

银河系中最丰富的恒星不像太阳;相反,它们比我们自己的恒星更小、更红,发出的热量和光明显更少。银河系中高达75%的恒星是红矮星,这让科学家们推测红矮星系外行星上是否会出现生命,如果出现了生命,它会是什么样子,最重要的是,我们如何探测到它。

卡尔·萨根研究所一直在探索对不同形式的生命进行编目,并计算出如果我们在另一个世界上观察它们,从远处看会是什么样子。

在地球上,植物中最常见的光合色素是叶绿素a。蓝藻中也有这种色素,这绝非偶然。植物细胞中含有叶绿素色素的叶绿体实际上是一种共生蓝细菌,它在很久以前就被现代植物的祖先吸收,并共同进化以使宿主进行光合作用。

在一颗光照条件不同的恒星周围,一种色调截然不同的生命形式可能会以类似的方式占据主导地位,因此科埃略和她的同事收集了20多种细菌,这些细菌使用被称为类胡萝卜素的生物色素来获取光能。

这些生物在红光和红外光下茁壮成长,使用的光采集系统比在植物中看到的系统要简单一些,使用的细菌叶绿素吸收植物或蓝藻不使用的光波长,不产生氧气。

研究人员仔细测量了不同细菌的色素,并创建了具有不同表面和大气条件的外星世界模型,以确定它们的样子。在所有情况下,细菌都会使地球产生可能被探测到的强烈色调。

根据细菌的种类,类胡萝卜素可能会使微生物看起来更像橙色、红色或棕色。然而,正如植物和藻类之间的变异仍然模糊到森林、草原和红树林中,这些都是令人惊叹的绿色植物,电磁波谱中更冷的色调仍然可能代表某种形式的光合作用。

这意味着,如果另一个世界进化出一种丰富的生命覆盖物,其生物学特性与地球上的紫色细菌相似,我们就有办法窥探它。

卡尔·萨根研究所所长、天体生物学家丽莎·卡尔特尼格说:「我们只是在睁开眼睛,看看我们周围这些迷人的世界。」。「紫色细菌可以在各种条件下生存和繁殖,很容易想象,在许多不同的世界上,紫色可能只是新的绿色。」