Od kućnih biljaka i vrtova do polja i šuma, zelena je boja koju najviše povezujemo sa površinskim životom na Zemlji, gde su uslovi favorizovali evoluciju organizama koji vrše fotosintezu koja proizvodi kiseonik koristeći zeleni pigment hlorofil a.
Ali planeta slična Zemlji koja kruži oko druge zvezde može izgledati veoma drugačije, potencijalno prekrivena bakterijama koje primaju malo ili nimalo vidljive svetlosti ili kiseonika, kao u nekim sredinama na Zemlji, i umesto toga koriste nevidljivo infracrveno zračenje za pokretanje fotosinteze.
Umesto zelene, mnoge takve bakterije na Zemlji sadrže ljubičaste pigmente, a ljubičasti svetovi u kojima su dominantni bi proizveli karakterističan „svetli otisak prsta“ koji bi mogli da otkriju teleskopi sledeće generacije na zemlji i svemiru, izveštavaju naučnici iz Kornela u novom istraživanju.
„Ljubičasta bakterija može da napreduje pod širokim spektrom uslova, što je čini jednim od primarnih kandidata za život koji bi mogao da dominira u različitim svetovima“, rekla je Ligija Fonseka Koeljo, postdoktorski saradnik na Institutu Karl Sagan (CSI) i prvi autor knjige „Ljubičasta je nova zelena: biopigmenti i spektri ljubičastih svetova sličnih Zemlji“, objavljeno u časopisu Mesečna obaveštenja Kraljevskog astronomskog društva.
„Moramo da napravimo bazu podataka za znakove života kako bismo bili sigurni da naši teleskopi ne propuste život ako se desi da ne izgleda baš kao ono sa čime se svakodnevno susrećemo oko nas“, dodala je koautorka Lisa Kalteneger, direktorka CSI i vanredni profesor astronomije na Fakultetu umetnosti i nauka.
Astronomi su do sada potvrdili više od 5.500 egzoplaneta, uključujući više od 30 planeta potencijalno sličnih Zemlji. Planirane opservatorije kao što su Ekstremno veliki teleskop i Opservatorija za nastanjene svetove će istražiti hemijski sastav ovih svetova u zonama pogodnim za život njihovih zvezda — gde uslovi pogoduju postojanju vode u tečnom stanju na površini — i analiziraće njihov sastav.
Koristeći život na Zemlji kao vodič, CSI-jev multidisciplinarni tim naučnika—takođe uključujući Vilijama Filpota, profesora emeritusa na Školi za građevinsko inženjerstvo i inženjerstvo zaštite životne sredine u inženjerstvu Cornell, i Stivena Zindera, profesora emeritusa mikrobiologije na Fakultetu za poljoprivredu i životne nauke— katalogiziraju boje i hemijske potpise koje bi različita lepeza organizama i minerala predstavljala u reflektovanoj svetlosti egzoplaneta.
Koeljo je sakupio i uzgajao uzorke više od 20 ljubičastih sumpornih i ljubičastih nesumpornih bakterija koje se mogu naći u različitim sredinama, od plitkih voda, obala i močvara do dubokomorskih hidrotermalnih izvora.
Zinder i Koeljo su uzeli neke uzorke iz jezerca u Kornellovom kampusu, dok je druge uzeo iz voda kod Kejp Koda Koeljo tokom letnjeg kursa o mikrobnoj raznolikosti 2023. u Morskoj biološkoj laboratoriji u Voods Holeu i iz laboratorijskih kultura koje su održavali saradnici sa Univerziteta u Odsek za biljnu i mikrobiologiju u Minesoti, vanredni profesor Triniti Hamilton i doktorant Tejlor Prajs.
Ono što se zajednički naziva ljubičaste bakterije zapravo ima niz boja, uključujući žutu, narandžastu, braon i crvenu, zbog pigmenata koji su povezani sa onima koji paradajz čine crvenim, a šargarepu narandžastom. Oni uspevaju na niskoenergetskom crvenom ili infracrvenom svetlu koristeći jednostavnije sisteme fotosinteze koji koriste oblike hlorofila koji apsorbuju infracrveno i ne proizvode kiseonik.
Oni su verovatno bili rasprostranjeni na ranoj Zemlji pre pojave fotosinteze biljnog tipa, rekli su istraživači i mogli bi biti posebno pogodni za planete koje kruže hladnijim crvenim patuljcima – najčešćim tipom u našoj galaksiji.
„Oni već napreduju ovde u određenim nišama“, rekao je Koeljo. „Zamislite samo da se ne takmiče sa zelenim biljkama, algama i bakterijama: crveno sunce bi im moglo pružiti najpovoljnije uslove za fotosintezu.“
Nakon merenja biopigmenata ljubičastih bakterija i svetlih otisaka prstiju, istraživači su napravili modele planeta sličnih Zemlji sa različitim uslovima i oblacima. U nizu simuliranih okruženja, rekao je Koeljo, i vlažne i suve ljubičaste bakterije su proizvodile intenzivno obojene biosignature.
„Ako ljubičaste bakterije napreduju na površini zamrznute Zemlje, okeanskog sveta, Zemlje snežne grudve ili moderne Zemlje koja kruži oko hladnije zvezde“, rekao je Koeljo, „sada imamo alate da ih potražimo.“
Otkrivanje „bledo ljubičaste tačke“ u drugom solarnom sistemu bi pokrenulo intenzivna posmatranja planete kako bi se pokušalo isključiti drugi izvori boja, kao što su šareni minerali, koje CSI takođe katalogizuje.
Kalteneger, autor predstojeće knjige, „Alien Earths: The Nev Science of Planet Hunting in the Cosmos,“ rekao je da je otkrivanje života toliko teško sa trenutnom tehnologijom da ako se čak i jednoćelijski organizmi nađu na jednom mestu, to bi sugerisalo da je život mora biti rasprostranjena u kosmosu. To bi revolucionisalo naše razmišljanje o prastarom pitanju: da li smo sami u univerzumu?
„Mi samo otvaramo oči za ove fascinantne svetove oko nas“, rekao je Kalteneger. „Ljubičaste bakterije mogu da prežive i napreduju pod tako raznovrsnim uslovima da je lako zamisliti da u mnogim različitim svetovima ljubičasta može biti samo nova zelena.“
