#Fotosentetik Yaşanabilir Bölge | Explore Tumblr Posts and Blogs

tibbivearomatikbitkiler · 7 months

Text

Dünya Dışında Bitkiler Nasıl Olacak?

#Astrobiyoloji, #Atmosfer, #Canlılıkİşaretleri, #Evren, #FotosentetikYaşanabilirBölge, #Fotosentez, #IşıkEnerjisi, #KarbonDöngüsü, #Kimyasalİzler, #KırmızıCüceler, #Klorofil, #Oksijen, #OzonTabakası, #Samanyolu, #YabancıBitkiler, #YabancıBiyokimya, #YabancıGezegenler, #YabancıYaşam, #Yıldızlar, #YüzeySıcaklığı https://is.gd/xzSexo https://www.tibbivearomatikbitkiler.com/blog/dunya-disinda-bitkiler-nasil-olacak/

Dünya dışında bitkiler düşündüğümüz gibi olacak mı acaba? Bu konu ile ilgili ilginç bir hikaye anlatımlı ama bilimsel veriler içeren de bir yazıya denk geldik Keyifli okumalar dileriz.

Evrim hiçbir zaman karmaşık organizmalar ve hayvanlar kadar ileri gitmese bile, pek çok dış gezegen muhtemelen bitkilerin gelişimine uygun koşullara sahip. Ancak yosun, alg ve likenler Samanyolu’nun uzak diyarlarındaki yemyeşil ötegezegenleri kaplıyorsa, bu dünyalar ve çevreledikleri yıldızlar bizimkinden tamamen farklı olabilir. Dünya dışı bitki örtüsü daha önce gördüğümüze hiç benzemiyor olabilir.

Şimdiye kadar keşfedilen kayalık ötegezegenlerin çoğu , galakside en bol bulunan yıldız türü olan kırmızı cüce yıldızların yörüngesinde bulunuyor . Güneşten daha sönük, daha kırmızı bir ışık yayarlar. “Fotosentez görünür ışık aralığında (400 ila 700 nanometre) gerçekleşirse ve daha sönük, daha soğuk ve daha kırmızı bir yıldız alırsanız, fotosentezi destekleyecek yeterli ışık var mı diye sormak doğaldır.” Londra Queen Mary Üniversitesi’nden fizikçi Thomas Haworth diyor. Yakın zamanda Royal Astronomical Society’nin Aylık Bildirimleri’nde yayınlanan bu soruya verdiği geçici yanıt, “evet, bazen” şeklindedir. Ekibinin, kırmızı cüce yıldızların etrafındaki koşulların yaşam için bir anlaşma bozucu olmadığı yönündeki sonucu cesaret verici. Ancak hayat, daha kırmızı güneşlerin ışığına çok farklı şekilde adapte olmuş olabilir.

Yapraklı bitki örtüsü, yosunlar ve siyanobakteriler de dahil olmak üzere dünyadaki çoğu bitki, güneş ışığını ve karbondioksiti enerji ve oksijene dönüştürmek için fotosentezi kullanır. Bitkiler, güneş enerjisini kimyasal enerjiye dönüştürmek için klorofil pigmentlerini kullanır. Klorofil bitkilere yeşil rengini verir ve spektrumun mor-maviden turuncu-kırmızıya giden kısmındaki güneş ışığını absorbe edecek şekilde ayarlanmıştır. Ancak astrobiyologlar bitki örtüsü için bir “kırmızı kenar” bulunduğunu, bunun da klorofilin 700 nanometrenin ötesinde daha uzun, daha kırmızı dalga boylarında çok fazla foton absorbe etmediği anlamına geldiğini belirtti . Bunlar tam olarak bu küçük kırmızı cüce yıldızların ışıklarının çoğunu yaydığı dalga boylarıdır. Bu durum fotosentetik türler için bir sorun teşkil ediyor gibi görünüyor.

Haworth, meslektaşı biyolog Christopher Duffy ile birlikte, alışılmadık koşullar altında bile dünya dışı fotosentezin nasıl çalışabileceğini hayal etmeye çalıştı. Duffy, “Herhangi bir türe bağlı olmayan genel bir fotosentez modeli geliştirmek istedik” diyor. Özellikle, fotonları toplayan ve ışık enerjisini, onu kimyasal enerjiye dönüştürmek için gereken fotokimyayı yürüten bir reaksiyon merkezine yönlendiren, ışığı toplayan antenleri (tüm fotosentetik organizmaların sahip olduğu pigment-protein kompleksleri) modellediler.

Son derece verimli antenlere sahip organizmaların gerçekten de 700 nm’den daha soluk kırmızı ışığı emebileceği, ancak oksijenli fotosentezin bir mücadele olabileceği sonucuna vardılar. Bu senaryoda organizmalar, sırf fotosentetik makinelerin çalışır durumda kalması için enerjilerinin büyük bir kısmını harcamak zorunda kalacaklar. Evrimsel olarak bu, onları, karada kolonileşebilecek yapılarla değil, örneğin havuzda yaşayan yeşil-mavi bakterilerle sınırlayabilir.

Her ne kadar klorofil ve güneş ışığına bağımlı olan yeşil bitkiler Dünya’ya hakim olsa da, ne biyoloji ne de fizik onun bu şekilde çalışmasını gerektiriyor. Kendi gezegenimizde farklı kurallara uyan türlerin olduğunu zaten biliyoruz. Işığın yokluğunda ” karanlık oksijen ” üreten yeraltı mikropları vardır . Bir de oksijen olmadan, başta kükürt olmak üzere farklı pigmentler ve gazlar kullanarak fotosentez yapan mor bakteriler ve yeşil kükürt bakterileri var. Enerji için 800 ila 1000 nanometre arasındaki kızılötesi ışığa güveniyorlar. Bu, kırmızı cücelerin yıldız ışığı menzili dahilindedir.

Duffy ve Haworth, uzak gezegenlerde mor bakteri topluluklarının siyah sülfürlü okyanuslarda şişebileceğini veya yerel hidrojen sülfür kaynakları etrafındaki filmlere yayılabileceğini tahmin ediyor. Dünya bitkileri gibi karada hayatta kalabilen dünya dışında bitkiler evrimleşmiş olsalardı, ışığı soğuran yüzeylerini yine de yıldızlarına doğru çevirirlerdi, ancak uyum sağladıkları ışığın dalga boylarına bağlı olarak mor, kırmızı veya turuncu olabilirler. Hala topraktan besinleri ikna eden hücre kümeleri var ama farklı besinler arıyor olmalılar. (Dünyadaki bitkiler için nitratlar ve fosfatlar kritik öneme sahiptir. Peki dünya dışında bitkiler de bu mevcut mu?)

Eğer bu bilim insanları kırmızı cüce sistemlerinde botanik yaşamın ortaya çıkabileceği konusunda haklıysa, gökbilimcilerin bunu bulmak için teleskoplarını nereye yönlendireceklerini bulmaları gerekiyor. Başlangıç olarak, bilim insanları genellikle her yıldızın etrafındaki yaşanabilir bölgeye odaklanıyor ; bu bölge bazen “Goldilocks” bölgesi olarak da adlandırılıyor çünkü burası gezegenin yüzeyindeki sıvı su için ne çok sıcak ne de çok soğuk. (Çok sıcaksa su buharlaşacak. Çok soğuksa kalıcı olarak buza dönüşecek.) Su çoğu yaşam türü için gerekli olduğundan, gökbilimcilerin bu bölgede kayalık bir dünya bulması heyecan verici bir gelişme. TRAPPIST -1 sistemi , çoklu dünyalar.

Ancak Georgia Üniversitesi astrofizikçisi Cassandra Hall, belki de yaşanabilir bölgeyi sadece suyu değil aynı zamanda ışığı da vurgulayacak şekilde yeniden düşünmenin zamanının geldiğini söylüyor. Bu yılın başlarında yapılan bir çalışmada Hall’un grubu, yıldız ışığı yoğunluğu, gezegenin yüzey sıcaklığı, atmosferinin yoğunluğu ve organizmaların büyümek yerine hayatta kalmak için ne kadar enerji harcaması gerektiği gibi faktörlere odaklandı. Bunları bir arada değerlendirerek, bir gezegenin yıldızına, su için geleneksel yaşanabilir bölgeden biraz daha yakın olan bir “fotosentetik yaşanabilir bölge” tahmininde bulundular. Dünya’nınkine daha çok benzeyen ve Mars’ınkine daha az benzeyen bir yörünge düşünün.

Hall, halihazırda keşfedilmiş olan beş umut verici dünyayı vurguluyor: Kepler-452 b , Kepler-1638 b, Kepler-1544 b, Kepler-62 e ve Kepler-62 f . Bunlar Samanyolu’ndaki kayalık gezegenlerdir, çoğunlukla Dünya’dan biraz daha büyüktürler ancak ” mini-Neptünler ” gibi gaz devleri değildirler ve yörüngelerinin tamamı olmasa da önemli bir kısmını yıldızlarının fotosentetik yaşanabilir bölgesi içinde geçirirler. (Gökbilimciler bunların hepsini son on yılda NASA’nın Kepler Uzay Teleskobu’nu kullanarak buldular .)

Elbette işin zor kısmı, 1000 ışık yılından daha uzaktaki yaşamın net işaretlerini tespit etmeye çalışmak. Astrobiyologlar dış gezegenlerin atmosferlerinde gizlenen belirli kimyasal izleri arıyorlar . Hall, “Genel olarak, birbirleriyle reaksiyona girerek farklı şeyler oluşturdukları için birbirleriyle uyumsuz olan büyük miktardaki gazlar gibi kimyasal dengesizlik belirtileri arıyorsunuz” diyor. Bunlar solunum veya çürüme gibi yaşam süreçlerini gösterebilir.

Karbondioksit ve metanın birleşimi bunun en iyi örneği olabilir, çünkü her ikisi de yaşam formları tarafından yayılabilir ve metan, bitki maddesinin bakteriler tarafından ayrışması gibi sürekli üretilmediği sürece uzun süre dayanmaz. Ancak bu kesin bir şey değil: Karbon ve metan, cansız, volkanik açıdan aktif bir dünya tarafından da üretilebilir.

Diğer imzalar, yıldız radyasyonunun oksijen moleküllerini bölmesiyle üretilen oksijeni veya onun yan ürünü olan ozonu içerebilir. Ya da belki sülfit gazları, oksijen olmadan da fotosentezin varlığını gösterebilir. Ancak bunların hepsi atmosferdeki su buharından elde edilen ozon veya volkanlardan gelen sülfitler gibi abiyotik kaynaklardan gelebilir.

SETI Enstitüsü’nün Carl Sagan Merkezi yöneticisi ve astrobiyolog Nathalie Cabrol, Dünya doğal bir referans noktası olsa da bilim adamlarının bakış açılarını yalnızca bildiğimiz hayatla sınırlamamaları gerektiğini savunuyor. Oksijenli fotosentez için doğru koşulları aramak, araştırmayı çok fazla daraltmak anlamına gelebilir. Evrende yaşamın o kadar da nadir olmaması mümkün. “Şu anda elimizde tek biyokimyanın olup olmadığına dair hiçbir fikrimiz yok” diyor.

Cabrol, eğer uzaylı yani dünya dışında bitkiler oksijenli fotosentez olmadan hayatta kalabiliyorsa ve hatta gelişebiliyorsa, bunun sonuçta yaşanabilir bölgenin daralması yerine genişlemesi anlamına gelebileceğini söylüyor. “Zihnimizi açık tutmalıyız”

0 notes