Fotosíntesis bajo condiciones de iluminación diferentes a las de la Tierra

Ilustración de artista que muestra un planeta habitable alrededor de una enana de tipo M (izquierda) y la Tierra primordial (derecha). La superficie del planeta está iluminada con luz visible. Por otro lado, se espera que las condiciones de iluminación bajo el agua sean similares, dado que sólo la luz azul-verde puede penetrar a varios metros de profundidad en el agua. Fuente: NAO

Las enanas de tipo M o enanas rojas son estrellas pequeñas (0.5-0.1 veces la masa del Sol) y frías (~3000 Kelvin), y son abundantes en el Universo. Pero son las estrellas como el Sol las que han atraído mayor atención como objetivos plausibles en la búsqueda de planetas habitables. Sin embargo, las enanas de tipo M cercanas se están convirtiendo en los objetivos más frecuentes en las búsquedas de planetas habitables debido a que son las estrellas cercanas más abundantes y, por tanto, podrían ser las primeras en las que se detectase alguna biofirma en exoplanetas observados por tránsitos o con imágenes directas, en un futuro cercano.



Una de las biofirmas exoplanetarias más importantes es un patrón de reflexión específico de la superficie llamado “borde rojo”, causado por la vegetación de bosques y praderas. En la Tierra, el borde rojo aparece entre las longitudes de onda del rojo y del infrarrojo, ya que la luz roja es absorbida por la fotosíntesis, mientras que la radiación infrarroja es reflejada. En estudios anteriores, se predijo que la posición del borde rojo en los exoplanetas debería depender del espectro de radiación de las estrellas cercanas. Alrededor de las enanas de tipo M, el borde rojo se espera que esté desplazado hacia longitudes de onda más largas, ya que las plantas de los exoplanetas dispondrían de una gran cantidad de radiación infrarroja para la fotosíntesis.

Ahora un equipo de investigadores japoneses ha propuesto una predicción alternativa sobre dónde observar el borde rojo. Señalan es muy probable que los primeros fotoautótrofos (organismos que se alimentan de luz) productores de oxígeno evolucionaran bajo el agua para utilizar la luz visible, como ocurrió en el océano primordial de la Tierra. Examinaron los mecanismos de adaptación a los hábitats terrestres de fotoautótrofos que utilizan la luz visible y la infrarroja, descubriendo que los fotoautótrofos que utilizan el infrarrojo tienen problemas para adaptarse al cambio en la luz que se produce en la frontera entre el agua y la tierra firme. Keni Takizawa concluye que “sería demasiado arriesgado utilizar radiación infrarroja durante la evolución para pasar del agua a la tierra”.

Si los fotoautótrofos mantienen su aparato de fotosíntesis cuando se trasladan a tierra firme, la posición del borde rojo en los planetas M será detectada en la misma posición en la que se detecta en el caso de la Tierra.https://observatori.uv.es