NeoFronteras

¿Fotosíntesis infrarroja?

Área: Biología — Lunes, 10 de Junio de 2013

Un modelo matemático predice que es posible la fotosíntesis bacteriana basada en el infrarrojo.

Foto
Chimeneas hidrotermales (NOAA).

La única manera que tenemos de especular sobre cómo puede ser la vida en otros planetas es extrapolar lo que sabemos sobre la vida en este punto azul pálido. Es fácil imaginar como puede ser la vida en un planeta similar a la Tierra que orbita una estrella similar al Sol, sólo necesitamos “deformar” la que ya conocemos.
Pero puede que haya otros planetas y lugares que sean muy distintos y, a pesar de todo, tengan vida. En esos casos nos podemos fijar en la vida extremófila de nuestro mundo. La verdad es que esa disciplina denomina Exobiología consiste básicamente en Extremofilia, aunque lo pretendan vender de otro modo.
Un sitio donde se suele proponer la existencia de vida es en Europa, el satélite natural de Júpiter y para ello nos fijamos en las fuentes hidrotermales del fondo de nuestros océanos. Es posible que si en Europa hay tales fuentes (se supone que posee un inmenso océano baja la gruesa capa de hielo de su superficie) entonces quizás contenga vida.
Otra cosa de la que nos hemos dado cuenta, gracias a los descubrimientos del observatorio espacial Kepler, es que muchos exoplanetas giran alrededor de estrellas enanas rojas. La luz que reciban esos planetas es muy diferente a la que recibimos nosotros, pues el pico de emisión de esas estrellas está centrado en el infrarrojo. Como toda vida tiene que estar basada en una fuente de energía y si asumimos que es la fotosíntesis entonces las plantas de un planeta que orbite una enana roia tienen que haber evolucionado para captar esa luz. Por eso se han imaginado plantas negras, pero ¿habría fotosíntesis infrarroja?
Nuestra visión, o la fotosíntesis de la plantas terrestres, está basada en esa parte del espectro electromagnético que denominamos espectro visible (entre los 400 y 700 nm de longitud de onda). Esa pequeña región corresponde al pico de emisión del Sol. Hemos evolucionado para ver la luz que más emite el Sol. Pero en otros lugares el pico de emisión de la estrella es distinto y, por tanto, la vida hipotética en esos planetas será distinta. Quizás tengan visión infrarroja y fotosíntesis infrarroja o quizás todo sea más enfocado hacia la parte ultravioleta, todo dependerá de la temperatura de la estrella en cuestión.
Un nuevo estudio explora la posible vida fotosintética infrarroja incluso en ausencia total de luz solar. Esa vida se basaría en la emisión infrarroja de las fuentes hidrotermales que podría haber, por ejemplo, en Europa.
Todo empezó hace unos ocho años cuando J. Thomas Beatty (University of British Columbia) descubrió bacterias del azufre en el entorno de las fuentes hidrotermales. Estas bacterias son fotosintéticas, pero obtienen el hidrógeno del sulfuro de hidrógeno, en lugar del agua. Como subproducto generan azufre elemental en lugar de oxígeno. Eran las bacterias púrpuras del azufre ya conocidas por la ciencia y que se propusieron como los organismos fotosintéticos más antiguos de la Tierra.
Lo increíble de este caso era que vivían a 2400 m de profundidad en el océano Pacífico y allí la luz del Sol no llega, simplemente es absorbida por esa descomunal columna de agua. Las bacterias vivírían de la luz generada por las propias fuentes hidrotermales cuando una erupción de agua muy caliente escapaba del subsuelo o de los pocos fotones que llegan desde la superficie.
Normalmente la vida en estos lugares está basada en la quimiosíntesis del hierro, azufre o amoniaco. La base de la cadena trófica está constituida por bacteriana, pero sobre ellas vive toda una compleja comunidad de gusanos, moluscos y crustáceos. La energía es en última instancia tectónica, pues estas fuentes suelen estar en lugares en donde se separan las placas tectónicas y el magma recalienta y recicla agua y otros compuestos y elementos.
Pero la presencia de estas bacterias púrpuras del azufre añade más riqueza a estos ecosistemas. Se pudo determinar que el sistema fotosintético en este caso estaba basado en una antena molecular más grande de lo habitual (un primer paso de la fotosíntesis se da en la estructura molecular que capta los fotones y que se llama antena). Esto le permite ser más eficiente en condiciones de iluminación muy bajas.
Rolando Cardenas y sus colaboradores han realizado ahora un modelo matemático que permite saber el éxito de este tipo de bacterias. Sugieren que la fotosíntesis que conocemos prácticamente no podría sobrevivir, dadas las cantidades de luz disponible, pero sí que florecerían si se basara en luz infrarroja, incluso en total ausencia de luz solar. Aunque no con mucho éxito, pues, como se puede observar en el medio, no son bacterias muy abundantes allí. La luz desprendida por las fuentes hidrotermales es muy escasa.
Lo malo es que no se ha podido cultivar esta bacteria o aislarse desde que fue descubierta. El resultado está basado en un modelo matemático.
Según el modelo podría haber allí bacterias realizando la fotosíntesis con luz infrarroja de 1300 nm de longitud de onda. Incluso pueden concebir bacterias púrpuras del azufre realizando la fotosíntesis con luz de 1100 nm en Europa y otros lugares.
La vida terrestre siempre es más compleja de lo que imaginamos.

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Fuentes y referencias:
Nota en Astrobio.
Artículo original.

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