新型光合作用发现改变教科书,火星近红外光条件下可能生长植物

光合作用是将光转化为能量的过程,它是任何绿色植物的必不可少的生命过程,因此“寻找新的光合作用”的想法听起来很奇怪。

新型光合作用发现改变教科书,火星近红外光条件下可能生长植物

直到现在,科学家们对植物光合作用的理解是,植物只能吸收光谱上的可见光,特别是吸收红光,这通常被称为“红色限制”。但是英国伦敦帝国理工学院的一个研究小组已经发现了一种新型的光合作用,它也允许生命在近红外光的环境下存在。

这项刚刚发表《科学》杂志上的新研究彻底重新定义了我们应该如何在新的空间寻找生命,无论是在地球上或宇宙中。如果植物群能够在没有可见光的情况下超越“红色极限”生长,我们可以搜索更多的星球,去寻找生命是否存在。因为很多系外行星的可见光环境很差,反而是仅红外光较为充足。

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目前研究人员在大学里的实验室里尝试用这种方法让生命成长,结果很满意。这种近红外光合作用在被称为“蓝藻”的各种蓝绿色藻类中发现,并且该团队仅使用红外LED灯就可以让藻类样品存活,超出了以前认为的“红色极限”可能。

藻类通常会在光照充足的条件下进行光合作用,这是因为正常的光合作用主要由绿色色素叶绿素-a进行,而在低光照的条件下叶绿素-a系统会关闭,另一种称为叶绿素-f的辅助色素可以吸收这种近红外光,使得藻类在光线暗淡的环境下生长。

伦敦帝国学院教授尔卢瑟福表示,光合作用的新形式必须使我们重新思考它的基本机制。这一发现将会改写教科书内容。

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利用这种关于如何在恶劣条件下保持植物活性的新知识,它可以帮助我们在其他行星上建立植物群落。天体生物学家经常使用“红色极限”来确定其他行星或卫星是否能够成功植物生长,但这并不像我们以前想象的那样受限。能够进行近红外光合作用的植物群落,在火星等其他星球上为人类的殖民发展提供非常重要的氧气供应

如果这样的操作可行,接下来可以在未来的太空探索任务中让藻类与宇航员同行,最终可以实现人类在宇宙的新家中自由呼吸。


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