Πριν από δισεκατομμύρια χρόνια, η ατμόσφαιρα της Γης ήταν πολύ διαφορετική από αυτή που είναι σήμερα. Ενώ η τρέχουσα ατμόσφαιρά μας είναι μια ευαίσθητη ισορροπία αερίου αζώτου, οξυγόνου και ιχνοαερίων, η αρχέγονη ατμόσφαιρα ήταν το αποτέλεσμα της ηφαιστειακής εξάτμισης - που αποτελείται κυρίως από διοξείδιο του άνθρακα, μεθάνιο, αμμωνία και άλλες σκληρές χημικές ουσίες. Από αυτή την άποψη, η αρχαία ατμόσφαιρα του πλανήτη μας έχει κάτι κοινό με την τρέχουσα ατμόσφαιρα του Άρη.
Για το λόγο αυτό, ορισμένοι ερευνητές πιστεύουν ότι η εισαγωγή φωτοσυνθετικών βακτηρίων, τα οποία βοήθησαν να συγκαλυφθεί η ατμόσφαιρα της Γης σε αυτό που είναι σήμερα, θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τη διαμόρφωση του Άρη κάποια μέρα. Σύμφωνα με α νέα μελέτη από μια διεθνή ομάδα επιστημόνων, φαίνεται ότι τα κυανοβακτήρια μπορούν να πραγματοποιήσουν φωτοσύνθεση σε συνθήκες χαμηλού φωτισμού. Τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης θα μπορούσαν να έχουν δραστικές επιπτώσεις για τον Άρη, όπου οι συνθήκες χαμηλού φωτισμού είναι κοινές.
Η μελέτη με τίτλο « Φωτοχημεία πέρα από το κόκκινο όριο σε φωτοσυστήματα που περιέχουν χλωροφύλλη f », εμφανίστηκε στο περιοδικόΕπιστήμη.Επικεφαλής της μελέτης ήταν ο Dennis J. Nürnberg του Τμήματος Επιστημών Ζωής στο Imperial College του Λονδίνου και περιλάμβανε μέλη από το Ερευνητική Σχολή Χημείας, ANU , ο Εθνικό Συμβούλιο Έρευνας , Πανεπιστήμιο Queen Mary του Λονδίνου , και το Ινστιτούτο Ολοκληρωτικής Κυτταρικής Βιολογίας .
Cyanobacteria Spirulina Πίστωση: cyanoknights.bio
Τα κυανοβακτήρια είναι μερικοί από τους αρχαιότερους οργανισμούς στη Γη, με απολιθώματα που δείχνουν ότι υπήρχαν ήδη από την Αρχαϊκή Εποχή (περίπου 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια πριν). Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, έπαιξαν ζωτικό ρόλο στη μετατροπή του άφθονου CO² στην ατμόσφαιρα σε αέριο οξυγόνο, το οποίο τελικά προκάλεσε το όζον (O³) που βοήθησε στην προστασία του πλανήτη από την επιβλαβή ηλιακή ακτινοβολία.
Η φωτοχημεία που χρησιμοποιείται από αυτά τα μικρόβια είναι παρόμοια με αυτή στην οποία βασίζονται τα φυτά και τα δέντρα – τα οποία στη συνέχεια εξελίχθηκαν – σήμερα. Η διαδικασία καταλήγει στο κόκκινο φως, το οποίο απορροφούν τα φυτά, ενώ αντανακλούν τα πράσινα φώτα χάρη στην περιεκτικότητά τους σε χλωροφύλλη. Όσο πιο σκοτεινό είναι το περιβάλλον, τόσο λιγότερη ενέργεια μπορούν να προσροφήσουν τα φυτά και έτσι να μετατραπούν σε χημική ενέργεια.
Για χάρη της μελέτης τους, η ομάδα με επικεφαλής τη Νυρεμβέργη προσπάθησε να διερευνήσει πόσο σκοτεινό μπορεί να γίνει ένα περιβάλλον πριν καταστεί αδύνατη η φωτοσύνθεση. Χρησιμοποιώντας ένα είδος βακτηρίων που είναι γνωστό ωςChroococcidiopsis thermalis(C. thermalis), εξέθεσαν δείγματα κυανοβακτηρίων σε χαμηλό φως για να ανακαλύψουν ποια ήταν τα χαμηλότερα μήκη κύματος που μπορούσαν να απορροφήσουν.
Προηγούμενη έρευνα είχε προτείνει ότι το κατώτερο όριο για να συμβεί φωτοχημεία ήταν ένα μήκος κύματος φωτός 700 νανόμετρων – γνωστό ως «κόκκινο όριο». Ωστόσο, η ομάδα το βρήκεC. thermalisσυνέχισε να διεξάγει φωτοσύνθεση σε μήκη κύματος έως και 750 νανόμετρα. Το κλειδί, σύμφωνα με την ομάδα, βρίσκεται στην παρουσία χλωροφύλλων μεγάλου μήκους κύματος που δεν είχαν ανιχνευθεί προηγουμένως, τις οποίες οι ερευνητές εντόπισαν στοC. thermalisγονιδίωμα.
Οι ερευνητές εντόπισαν την προέλευση αυτών των χλωροφύλλων στοC. thermalisγονιδίωμα, το οποίο εντόπισαν σε ένα συγκεκριμένο σύμπλεγμα γονιδίων που είναι κοινό σε πολλά είδη κυανοβακτηρίων. Αυτό υποδηλώνει ότι η ικανότητα υπέρβασης του κόκκινου ορίου είναι στην πραγματικότητα αρκετά συνηθισμένη, κάτι που έχει πολλές επιπτώσεις. Πρώτον, τα ευρήματα δείχνουν ότι τα όρια της φωτοσύνθεσης είναι μεγαλύτερα από ό,τι πιστεύαμε προηγουμένως.
Από την άλλη πλευρά, αυτά τα ευρήματα υποδεικνύουν ότι ορισμένοι οργανισμοί μπορούν να λειτουργήσουν χρησιμοποιώντας λιγότερα καύσιμα, τα οποία οι ερευνητές αναφέρουν ως «πρωτοφανές φωτοσύστημα χαμηλής ενέργειας». Για τον Krausz και τους συναδέλφους του, αυτό το φωτοσύστημα θα μπορούσε να είναι το πρώτο κύμα σε μια προσπάθεια να μορφοποιηθεί ο Άρης. Παράλληλα με τις προσπάθειες πύκνωσης της ατμόσφαιρας και θέρμανσης του περιβάλλοντος, η εισαγωγή τουC. thermalisκαι τα χερσαία φυτά θα μπορούσαν σιγά σιγά να κάνουν τον Άρη κατάλληλο για ανθρώπινη κατοίκηση.
Όπως εξήγησε ο Krausz στο α πρόσφατη συνέντευξη με το Cosmos:
«Αυτό μπορεί να ακούγεται σαν επιστημονική φαντασία, αλλά οι διαστημικές υπηρεσίες και οι ιδιωτικές εταιρείες σε όλο τον κόσμο προσπαθούν ενεργά να μετατρέψουν αυτή τη φιλοδοξία σε πραγματικότητα στο όχι και τόσο μακρινό μέλλον. Η φωτοσύνθεση θα μπορούσε θεωρητικά να αξιοποιηθεί με αυτούς τους τύπους οργανισμών για να δημιουργηθεί αέρας ώστε οι άνθρωποι να αναπνέουν στον Άρη. Οι προσαρμοσμένοι σε χαμηλό φωτισμό οργανισμοί, όπως τα κυανοβακτήρια που μελετάμε, μπορούν να αναπτυχθούν κάτω από βράχους και ενδεχομένως να επιβιώσουν στις σκληρές συνθήκες στον κόκκινο πλανήτη».
Η ιδέα του καλλιτέχνη για έναν Αρειανό αστροναύτη που στέκεται έξω από τον βιότοπο του Mars One. Πραγματοποίηση: Bryan Versteeg/Mars One
Από αυτή την άποψη, ο Krausz και οι συνάδελφοί του ενώνονται με ομάδες όπως οι Cyano Knights – μια ομάδα φοιτητών και εθελοντών επιστημόνων από το Πανεπιστήμιο Εφαρμοσμένης Επιστήμης και το Τεχνικό Πανεπιστήμιο στο Ντάρμσταντ της Γερμανίας. Όπως και η ομάδα του Krausz, οι Κυανοϊππότες που θέλουν να σπείρουν τον Άρη με κυανοβακτήρια για να πυροδοτήσουν έναν οικολογικό μετασχηματισμό, ανοίγοντας έτσι τον δρόμο για αποικισμό.
Αυτή η ιδέα υποβλήθηκε ως μέρος του Πανεπιστημιακός Διαγωνισμός Mars One , που πραγματοποιήθηκε το καλοκαίρι του 2014. Επιπλέον, υπήρξαν πρόσφατα ερευνητικά ευρήματα που δείχνουν ότι οργανισμοί παρόμοιοι με τα κυανοβακτήρια μπορεί να υπάρχουν ήδη σε άλλους πλανήτες. Εάν αυτή η πιο πρόσφατη μελέτη είναι σωστή, σημαίνει ότι τέτοιοι οργανισμοί θα μπορούσαν να επιβιώσουν σε συνθήκες χαμηλού φωτισμού, πράγμα που σημαίνει ότι οι αστρονόμοι θα μπορούσαν να επεκτείνουν την αναζήτησή τους για πιθανή ζωή σε άλλες τοποθεσίες στο Σύμπαν.
Από το να προσφέρει στους ανθρώπους τα μέσα για τη διεξαγωγή της εδαφολογικής διαμόρφωσης υπό πιο περιοριστικές συνθήκες μέχρι τη βοήθεια στην αναζήτηση εξωγήινης ζωής, αυτή η έρευνα θα μπορούσε να έχει κάποιες δραστικές επιπτώσεις στην κατανόησή μας για τη ζωή στο Σύμπαν και πώς να επεκτείνουμε τη θέση μας σε αυτό.