در جست و جوی سیاره بنفش - شهر ورزش

خبرنگاران| برای پیدا کردن شواهدی از حیات در سیارات خارج از منظومه شمسی، دانشمندان باید به دنبال سیاره بنفش باشند. پیدا کردن سیاره ای دارای حیات در خارج از منظومه شمسی ما کار ساده ای نیست؛ بنابراین تعیین اتمسفر و نوع سطح این سیارات، می تواند به ما کمک کند تا سیارات مناسب را حدس بزنیم.

دانشمندان به دنبال سیاره ای هستند که شرایط آن شبیه به زمین باشد. اما بسکمک از محققان تغییر شرایط زمین را در طول زمان تایید می کنند که باید مورد توجه قرار گیرد. در مطالعه ای که اخیرا انجام شده، تعدادی از دانشمندان بیان کرده اند که فرم های ساده ای از زندگی فوتوسنتزی می تواند نشان دهنده امکان وجود حیات در دیگر سیارات باشد.

حدود 4 میلیارد سال پیش که حیات بر روی زمین شروع شده، اتمسفر آن کاملا متفاوت از چیزی که ما امروز مشاهده می کنیم بوده است. اتمسفر زمین ترکیبی از کربن دی اکسید و متان بوده است. حدود 3 میلیارد سال پیش که باکتری های فوتوسنتزی افزایش یافتند، اتمسفر زمین دارای اکسیژن شده است. به همین علت امروزه زمین چیزی را تجربه می نماید که به آن پدید های اکسیژنی بزرگ می گویند.

به گزارش خبرنگاران؛ حدود 3.2 میلیارد سال پیش زمین اتمسفر امروزی خود را پیدا کرد. با این حال، زمان شروع فرآیندی که در آن ارگانیسم ها تبدیل نور خورشید به انرژی شیمیایی توسط کلروفیل را شروع کردند، تعیین نیست.

بر اساس مطالعه ای که توسط شیلادیتیا (Shiladitya) در دانشگاه مریلند (Maryland) انجام شده است، نوع دیگری از فوتوسنتز قبل از وجود کلروفیل نیز وجود داشته است. ایدهی آن ها که به عنوان سیاره بنفش شناخته می شود، این است که ارگانیسم ها فوتوسنتز را به وسیله رتینال (یک رنگدانه بنفش) انجام میداده اند.

البته فوتوسنتزی که با استفاده از رتینال انجام میشود بسیار ساده تر است، اما فرآیند آن بهینه نیست، به همین علت دانشمندان معتقدند که این فرآیند زودتر اتفاق می افتاده است.

دانشمندان معتقدند که این فرآیند زودتر اتفاق می افتاده است. تفاوت عمده در این دو روش فوتوسنتز، مربوط به طیف نوری است که رتینال و کلروفیل جذب می کنند. کلروفیل رنگ های قرمز و آبی را از طیف نوری قابل رویت به شدت جذب می نماید و در نهایت رنگ سبز را ساطع می نماید، در حالی که رتینال رنگ های سبز و زرد را جذب می نماید و رنگ بنفش را بازتاب می دهد.

با توجه به اینکه در گذشته، ارگانیسم هایی در زمین وجود داشته اند که با رتینال فوتوسنتز می کردند، امکان وجود حیات در سیارات خارج از منظومه شمسی که به عنوان سیاره بنفش شناخته می شوند، در آینده وجود دارد.

به علت مشاهدات و تصاویری که در دهه های اخیر با استفاده از ماهواره ها از زمین داشته ایم، محققان فهمیده اند رشد گیاهان سبز رنگ در زمین می تواند از فضا تعیین باشد که به این اتفاق لبه قرمز گیاهی با (VRE (Vegetation Red Edge می گویند.

این پدیده به علت جذب نور های آبی و قرمز و بازتاب نور سبز می افتد؛ بنابراین امکان تشخیص اینکه در سیاره ای گیاهان بنفش در حال رشد و نمو هستند وجود دارد که به این سیارات مستعد وجود حیات، سیارات بنفش می گویند.

لبه قرمز به منطقه تغییر سریع بازتاب پوشش گیاهی در محدوده نزدیک مادون قرمز طیف الکترومغناطیسی اشاره دارد. کلروفیل موجود در پوشش گیاهی بیشتر نور قسمت قابل مشاهده طیف را جذب می نماید، اما در طول موج های بیش از 700 نانومتر تقریباً شفاف می شود.

سپس ساختار سلولی پوشش گیاهی باعث انعکاس این نور مادون قرمز می شود، زیرا هر سلول چیزی شبیه بازتابنده گوشه ای اولیه است. این تغییر می تواند از 5 ٪ به 50 ٪ بازتاب از 680 nm به 730 nm باشد. این مزیت گیاهان در جلوگیری از گرم شدن بیش از حد در هنگام فتوسنتز است.

این پدیده برای روشنایی شاخ و برگ در عکس مادون قرمز حساب می شود و به طور گسترده ای به شکل شاخص های به اصطلاح پوشش گیاهی مورد استفاده قرار می گیرد (به عنوان مثال شاخص پوشش گیاهی اختلاف عادی). این در سنجش از دور برای نظارت بر فعالیت گیاهان استفاده می شود، و پیشنهاد شده است که می تواند برای شناسایی موجودات جمع کننده نور در سیارات دوردست مفید باشد.

فرضیه زمینِ بنفش یا Purple Earth Hypothesis یک فرضیه نجومی است که اشکال حیات فتوسنتز اولیه زمین بیش از آنکه مبتنی بر کلروفیل باشد، مبتنی بر شبکیه است و باعث می شود زمین بنفش به جای سبز بنظر برسد.

نمونه ای از ارگانیسم های مبتنی بر شبکیه که امروزه وجود دارد، میکروب های فتوسنتزی است که در مجموع Haloarchaea نامیده می شوند. زمان آن حدود 2.4 تا 3.5 میلیارد سال پیش، قبل از رویداد اکسیژن رسانی بزرگ بود.

بسکمک از هالوکار ها در غشای بنفش خود حاوی پروتئین شبکیه، باکتریورودوپسین هستند که عمل پمپاژ پروتون را با نور انجام می دهد، یک شیب محرک پروتون در غشای سلول ایجاد می نماید و سنتز ATP را هدایت می نماید. غشای بنفش هالوکارئال یکی از ساده ترین سیستم های انرژی زیستی شناخته شده برای برداشت انرژی نور را تشکیل می دهد.

غشای بنفش حاوی شبکیه یک اوج جذب نور منفرد را در منطقه غنی از انرژی زرد سبز از طیف خورشیدی نشان می دهد، اما انتقال نور قرمز و آبی را امکان پذیر می نماید، و در نتیجه رنگ بنفش عمیق ایجاد می شود.

در مقابل، رنگدانه های کلروفیل نور قرمز و آبی را جذب می کنند، اما نور سبز کم یا کم است، که منجر به رنگ سبز تعیین گیاهان، سیانوباکتری ها و غشای فتوسنتز می شود. میکروارگانیسم ها با رنگدانه های بنفش و سبز اغلب در جوامع طبقه بندی شده وجود دارند که ممکن است از مناطق مکمل طیف خورشیدی استفاده کنند.

سادگی رنگدانه های شبکیه هالارکئال در مقایسه با غشای فتوسنتزی مبتنی بر کلروفیل پیچیده تر، ارتباط آن ها با لیپید های ایزوپرانوئید در غشای سلول و همچنین کشف اجزای غشای باستانی در رسوبات باستانی در اوایل زمین با ظاهری زودهنگام سازگار است.

شکل های زندگی با غشای بنفش قبل از فتوسنتز سبز - سایپرز، باشگاه دانش همزیستی رنگدانه های بنفش و سبز حاوی میکروارگانیسم ها در بسکمک از محیط ها، پیشرفت همزمان آن ها را نشان می دهد. متخصصان نجوم گفته اند که رنگدانه های شبکیه ممکن است به عنوان بیوگرافی از راه دور در تحقیقات خارج سیاره عمل کنند.

منبع: فرادید