Znajdź zawartość

Ekosfera jest tradycyjnie definiowana, jako odległość pomiędzy gwiazdą, a planetą, która umożliwia istnienie wody w stanie ciekłym na planecie. To obszar wokół gwiazdy, w którym na znajdujących się tam planetach może istnieć życie. Jednak grupa naukowców z University of Georgia uważa, że znacznie lepsze byłoby określenie „ekosfery fotosyntezy”, czyli wzięcie pod uwagi nie tylko możliwości istnienia ciekłej wody, ale również światła, jakie do planety dociera z gwiazdy macierzystej. O życiu na innych planetach nie wiemy nic pewnego. Jednak poglądy na ten temat możemy przypisać do jednej z dwóch szkół. Pierwsza z nich mówi, że na innych planetach ewolucja mogła znaleźć sposób, by poradzić sobie z pozornie nieprzekraczalnymi barierami dla życia, jakie znamy z Ziemi. Zgodnie zaś z drugą, życie w całym wszechświecie ograniczone jest uniwersalnymi prawami fizyki i może istnieć jedynie w formie podobnej do życia na Ziemi. Naukowcy z Georgii rozpoczęli swoje badania od przyznania racji drugiej ze szkół i wprowadzili pojęcie „ekosfery fotosyntezy”. Znajdujące się w tym obszarze planety nie tylko mogą utrzymać na powierzchni ciekłą wodę – zatem nie znajdują się ani zbyt blisko, ani zbyt daleko od gwiazdy – ale również otrzymują wystarczająca ilość promieniowania w zakresie od 400 do 700 nanometrów. Promieniowanie o takich długościach fali jest na Ziemi niezbędne, by zachodziła fotosynteza, umożliwiające istnienie roślin. Obecność fotosyntezy jest niezbędne do poszukiwania życia we wszechświecie. Jeśli mamy rozpoznać biosygnatury życia na innych planetach, to będą to sygnatury atmosfery bogatej w tlen, gdyż trudno jest wyjaśnić istnienie takiej atmosfery bez obecności organizmów żywych na planecie, mówi główna autorka badań, Cassandra Hall. Pojęcie „ekosfery fotosyntezy” jest zatem bardziej praktyczne i dające szanse na znalezienie życia, niż sama ekosfera. Nie możemy oczywiście wykluczyć, że organizmy żywe na innych planetach przeprowadzają fotosyntezę w innych zakresach długości fali światła, jednak istnieje pewien silny przekonujący argument, że zakres 400–700 nm jest uniwersalny. Otóż jest to ten zakres fal światła, dla którego woda jest wysoce przezroczysta. Poza tym zakresem absorpcja światła przez wodę gwałtownie się zwiększa i oceany stają się dla takiego światła nieprzezroczyste. To silny argument za tym, że oceaniczne organizmy w całym wszechświecie potrzebują światła w tym właśnie zakresie, by móc prowadzić fotosyntezę. Uczeni zauważyli również, że życie oparte na fotosyntezie może z mniejszym prawdopodobieństwem powstać na planetach znacznie większych niż Ziemia. Planety takie mają bowiem zwykle bardziej gęstą atmosferę, która będzie blokowała znaczną część światła z potrzebnego zakresu. Dlatego też Hall i jej koledzy uważają, że życia raczej należy szukać na mniejszych, bardziej podobnych do Ziemi planetach, niż na super-Ziemiach, które są uważane za dobry cel takich poszukiwań. Badania takie, jak przeprowadzone przez naukowców z University of Georgia są niezwykle istotne, gdyż naukowcy mają ograniczony dostęp do odpowiednich narzędzi badawczych. Szczegółowe plany wykorzystania najlepszych teleskopów rozpisane są na wiele miesięcy czy lat naprzód, a poszczególnym grupom naukowym przydziela się ograniczoną ilość czasu. Dlatego też warto, by – jeśli ich badania polegają na poszukiwaniu życia – skupiali się na badaniach najbardziej obiecujących obiektów. Tym bardziej, że w najbliższych latach ludzkość zyska nowe narzędzia. Od 2017 roku w Chile budowany jest europejski Extremely Large Telescope (ELT), który będzie znacznie bardziej efektywnie niż Teleskop Webba poszukiwał tlenu w atmosferach egzoplanet. Z kolei NASA rozważa budowę teleskopu Habitable Exoplanet Observatory, który byłby wyspecjalizowany w poszukiwaniu biosygnatur na egzoplanetach wielkości Ziemi. Teleskop ten w 2035 roku miałby trafić do punktu L2, gdzie obecnie znajduje się Teleskop Webba. « powrót do artykułu

Chińscy naukowcy dali nam kolejny powód, by pozostawiać niezgrabione liście w spokoju. Rośliny do przeprowadzania fotosyntezy potrzebują jonów tlenku żelaza na drugim stopniu utlenienia (Fe2+). Jednak większość żelaza w glebie stanowią jony na trzecim stopniu utlenienia (Fe3+). Uczeni ze Wschodniochińskiego Uniwersytetu Nauki i Technologii w Szanghalu odkryli, że żelazo zawarte w opadłych liściach pomaga uzupełnić te niedobory, zamieniając Fe3+ w Fe2+ za pomocą transferu elektronów. Rośliny w sposób naturalny zamieniają Fe3+ w Fe2+ za pomocą reakcji redukcji, w której biorą udział molekuły znajdujące się w korzeniach. Mimo to, nadal mogą cierpieć na niedobory Fe2+. Ma to poważne konsekwencje dla rolnictwa. Przez brak Fe2+ rośliny gorzej przeprowadzają fotosyntezę, dochodzi do zaburzeń w wytwarzaniu chlorofilu (chlorozy) w młodych liściach oraz słabego wzrostu korzeni, co prowadzi do zmniejszenia plonów, mówi Shanshang Liang, jeden z członków zespołu badawczego. Stosowane standardowo w rolnictwie nawozy nieorganiczne, jak FeSO4 nie są zbyt wydajne, gdyż dostarczane wraz z nimi jony Fe2+ szybko zmieniają się w Fe3+. Z kolei lepiej spełniające swoją rolę nawozy organiczne, jak chelaty żelaza, są drogie. Można, oczywiście, zmodyfikować rośliny genetycznie tak, by bardziej efektywnie czerpały Fe2+, jednak to wyzwanie zarówno naukowe, ponadto rośliny GMO wciąż budzą kontrowersje. Tymczasem wystarczy pozostawić szczątki roślin, by zapewnić dostarczenie do gleby składników zapewniających rozwój kolejnych pokoleń roślin. Chiński zespół już podczas poprzednich badań zauważył, że żelazo zmienia swoją wartościowość podczas biochemicznych reakcji polegających na transferze elektronów. Proces taki zachodzi pomiędzy Fe3+ a pewnymi enzymami w korzeniach roślin. Teraz naukowcy wykorzystali rentgenowską spektrometrię fotoelektronów, spektroskopię fourierowską w podczerwieni oraz spektroskopię UV-VIS do obserwacji zamiany Fe3+ w Fe2+ w liściach herbaty, zimokwiatu wczesnego i innych roślin. Nasza praca pozwala zrozumieć, skąd się bierze Fe2+ w glebie oraz w jaki sposób – za pomocą opadłych liści – dochodzi do zamiany Fe3+ w Fe2+. To bardzo wydajny proces, dodaje Shanshang Liang. Naukowcy zauważyli też, że wydajność całego procesu oraz równowaga pomiędzy jonami Fe2+ a Fe3+ mogą silnie zależeć od temperatury otoczenia. Dlatego też planują przeprowadzić badania w tym kierunku. Stwierdzili też, że kwasowość gleby ma istotny wpływ na wchłanianie Fe2+ przez rośliny. Jesteśmy też zainteresowani tym, w jaki sposób opadłe liście poprawiają jakość gleby. To może doprowadzić do opracowania nowych strategii produkcji rolnej, stwierdzają naukowcy. « powrót do artykułu

Wreszcie wiadomo, czemu kule gałęzatki kulistej (Aegagropila linnaei) w dzień unoszą się przy powierzchni wody, a w nocy toną. Glon występuje w jeziorach półkuli północnej, szczególnie w Japonii i na Islandii. W Kraju Kwitnącej Wiśni pełni tak ważną rolę kulturową, że jest gatunkiem chronionym. A. linnaei cieszy się dużą popularnością także wśród właścicieli akwariów. Niestety, przyczyniło się to do znaczącego spadku ich liczebności. Ostatnio naukowcy z Uniwersytetu Bristolskiego wykazali, że za unoszenie się i zatapianie kul glonu odpowiada fotosynteza i rytmy okołodobowe. Gdy gałęzatki fotosyntetyzują, pokrywają je drobne bąble tlenu, co wg przewidywań naukowców, miało stanowić przyczynę ich pływalności. By przetestować swoją hipotezę, zastosowali oni związek hamujący fotosyntezę. Bąble się nie tworzyły i kolonie nie unosiły się w wodzie. Później biolodzy zaczęli się zastanawiać, czy fotosyntetyzująca powierzchnia kuli dysponuje zegarem biologicznym. Kule trzymano więc przez parę dni w przyciemnionym pomieszczeniu. Okazało się, że jeśli potem kule wystawiono na oddziaływanie jaskrawego światła w czasie, który odpowiadał początkowi dnia, zaczynały się unosić o wiele szybciej niż wtedy, gdy oświetlano je w połowie dnia. Wg autorów publikacji z Current Biology, oznacza to, że pływalność glonów jest kontrolowana przez zegar biologiczny. Niestety, gałęzatki są zagrożone i występują tylko w połowie jezior, w których kiedyś można je było spotkać. To może być spowodowane zmianami w penetracji światła, wywołanymi przez zanieczyszczenie. Mamy nadzieję, że gdy będziemy rozumieli reakcje na wskazówki środowiskowe oraz sposób kontrolowania unoszenia się na wodzie przez zegar biologiczny, pomożemy w ochronie gałęzatek i ich reintrodukcji - podkreśla główna autorka studium, doktorantka Dora Cano-Ramirez. W 1897 r. botanik Takuya Kawakami z College'u Rolniczego Sapporo (dziś jest to Uniwersytet Hokkaido) wypatrzył skupiska glonów w jeziorze Akan i ochrzcił je "marimo" (毬藻). Z kolei Islandczycy nazywają gałęzatkę "Kúluskítur". A. linnaei to łacińska nazwa, przypisana w 1753 r. przez Linneusza próbkom zebranym w jeziorze Dannemora w Szwecji. W 1921 r. marimo z jeziora Akan zostały uznane za pomnik przyrody, a w 1952 r. za specjalny skarb narodowy. Zapoczątkowało to wysiłki na rzecz ochrony tego tajemniczego (ze względu na słabo poznaną fizjologię i ekologię) gatunku. Jezioro Akan jest unikatowe z kilku względów. Specjaliści wymieniają m.in. kształt jego basenu, płytkie zatoczki i skład wody. Dzięki temu marimo tak dobrze tu rosną. Niektóre kolonie mają średnicę powyżej 30 cm. « powrót do artykułu