Com són les plantes d'altres exoplanetes?

2024 Autora: Seth Attwood | [email protected]. Última modificació: 2023-12-16 16:00

La recerca de vida extraterrestre ja no és domini de la ciència ficció o dels caçadors d'OVNIs. Potser les tecnologies modernes encara no han arribat al nivell requerit, però amb la seva ajuda ja som capaços de detectar les manifestacions físiques i químiques dels processos fonamentals subjacents als éssers vius.

Els astrònoms han descobert més de 200 planetes que orbiten estrelles fora del sistema solar. Fins ara no podem donar una resposta inequívoca sobre la probabilitat que hi hagi vida en ells, però això és només qüestió de temps. El juliol de 2007, després d'analitzar la llum de les estrelles que travessava l'atmosfera de l'exoplaneta, els astrònoms van confirmar la presència d'aigua en ell. Ara s'estan desenvolupant telescopis que permetran buscar rastres de vida en planetes com la Terra pels seus espectres.

Un dels factors importants que afecten l'espectre de llum reflectit per un planeta pot ser el procés de la fotosíntesi. Però això és possible en altres mons? Bastant! A la Terra, la fotosíntesi és la base de gairebé tots els éssers vius. Malgrat que alguns organismes han après a viure a temperatures elevades al metà i a les fonts hidrotermals oceàniques, la riquesa dels ecosistemes de la superfície del nostre planeta la devem a la llum solar.

D'una banda, en el procés de la fotosíntesi es produeix oxigen que, juntament amb l'ozó que se'n forma, es pot trobar a l'atmosfera del planeta. D'altra banda, el color d'un planeta pot indicar la presència de pigments especials, com la clorofil·la, a la seva superfície. Fa gairebé un segle, després d'haver notat l'enfosquiment estacional de la superfície de Mart, els astrònoms van sospitar que hi havia plantes. S'han intentat detectar signes de plantes verdes en l'espectre de llum reflectida des de la superfície del planeta. Però el dubte d'aquest plantejament va ser vist fins i tot per l'escriptor Herbert Wells, que en la seva "Guerra dels mons" remarcava: "Òbviament, el regne vegetal de Mart, en contrast amb el terrenal, on predomina el verd, té una sang- color vermell." Ara sabem que no hi ha plantes a Mart, i l'aparició de zones més fosques a la superfície està associada a tempestes de pols. El mateix Wells estava convençut que el color de Mart no és menys important per les plantes que cobreixen la seva superfície.

Fins i tot a la Terra, els organismes fotosintètics no es limiten al verd: algunes plantes tenen fulles vermelles i diverses algues i bacteris fotosintètics brillen amb tots els colors de l'arc de Sant Martí. I els bacteris morats utilitzen la radiació infraroja del Sol a més de la llum visible. Aleshores, què prevaldrà a altres planetes? I com podem veure això? La resposta depèn dels mecanismes pels quals la fotosíntesi alienígena assimila la llum de la seva estrella, que difereix en la naturalesa de la radiació del Sol. A més, una composició diferent de l'atmosfera també afecta la composició espectral de la radiació incident a la superfície del planeta.

Les estrelles de classe espectral M (nanes vermelles) brillen dèbilment, de manera que les plantes dels planetes semblants a la Terra propers han de ser negres per absorbir la màxima llum possible. Les estrelles M joves creman la superfície dels planetes amb erupcions ultravioletes, de manera que hi ha d'haver organismes aquàtics. El nostre Sol és de classe G. I prop de les estrelles de classe F, les plantes reben massa llum i n'han de reflectir una part important.

Per imaginar com serà la fotosíntesi en altres mons, primer cal entendre com la duen a terme les plantes a la Terra. L'espectre energètic de la llum solar té un pic a la regió blau-verda, cosa que va fer que els científics es preguntessin durant molt de temps per què les plantes no absorbeixen la llum verda més disponible, sinó que, per contra, la reflecteixen? Va resultar que el procés de la fotosíntesi depèn no tant de la quantitat total d'energia solar, sinó de l'energia dels fotons individuals i del nombre de fotons que formen la llum.

Cada fotó blau transporta més energia que un de vermell, però el sol emet predominantment els de vermell. Les plantes utilitzen fotons blaus per la seva qualitat, i els vermells per la seva quantitat. La longitud d'ona de la llum verda es troba exactament entre el vermell i el blau, però els fotons verds no difereixen en disponibilitat o energia, de manera que les plantes no els utilitzen.

Durant la fotosíntesi per fixar un àtom de carboni (derivat del diòxid de carboni, CO₂) en una molècula de sucre, es necessiten almenys vuit fotons, i per a la ruptura d'un enllaç hidrogen-oxigen en una molècula d'aigua (H₂O) - només un. En aquest cas, apareix un electró lliure, que és necessari per a una reacció posterior. En total, per a la formació d'una molècula d'oxigen (O₂) cal trencar quatre d'aquests vincles. Perquè la segona reacció formi una molècula de sucre, calen almenys quatre fotons més. Cal tenir en compte que un fotó ha de tenir una energia mínima per poder participar en la fotosíntesi.

La manera com les plantes absorbeixen la llum solar és realment una de les meravelles de la natura. Els pigments fotosintètics no es produeixen com a molècules individuals. Formen cúmuls formats, per dir-ho, per moltes antenes, cadascuna de les quals està sintonitzada per percebre fotons d'una determinada longitud d'ona. La clorofil·la absorbeix principalment la llum vermella i blava, mentre que els pigments carotenoides que donen el fullatge de tardor vermell i groc perceben una tonalitat de blau diferent. Tota l'energia recollida per aquests pigments es lliura a la molècula de clorofil·la situada al centre de reacció, on l'aigua es divideix per formar oxigen.

Un complex de molècules en un centre de reacció només pot dur a terme reaccions químiques si rep fotons vermells o una quantitat equivalent d'energia en una altra forma. Per utilitzar els fotons blaus, els pigments de l'antena converteixen la seva alta energia en energia més baixa, de la mateixa manera que una sèrie de transformadors reduïts redueixen 100.000 volts d'una línia elèctrica a una presa de corrent de 220 volts. El procés comença quan un fotó blau colpeja un pigment que absorbeix la llum blava i transfereix energia a un dels electrons de la seva molècula. Quan un electró torna al seu estat original, emet aquesta energia, però a causa de les pèrdues de calor i vibracions, menys de la que absorbeix.

Tanmateix, la molècula de pigment cedeix l'energia rebuda no en forma de fotó, sinó en forma d'interacció elèctrica amb una altra molècula de pigment, que és capaç d'absorbir l'energia d'un nivell inferior. Al seu torn, el segon pigment allibera encara menys energia, i aquest procés continua fins que l'energia del fotó blau original baixa al nivell de vermell.

El centre de reacció, com a extrem receptor de la cascada, està adaptat per absorbir els fotons disponibles amb una energia mínima. A la superfície del nostre planeta, els fotons vermells són els més nombrosos i alhora tenen la menor energia entre els fotons de l'espectre visible.

Però per als fotosintetitzadors submarins, els fotons vermells no han de ser els més abundants. L'àrea de llum utilitzada per a la fotosíntesi canvia amb la profunditat a mesura que l'aigua, les substàncies dissoltes en ella i els organismes de les capes superiors filtren la llum. El resultat és una clara estratificació de les formes vives d'acord amb el seu conjunt de pigments. Els organismes de les capes d'aigua més profundes tenen pigments que s'ajusten a la llum d'aquells colors que no van ser absorbits per les capes superiors. Per exemple, les algues i les cianes tenen els pigments ficocianina i ficoeritrina, que absorbeixen fotons verds i grocs. En anoxigènics (i.e. Els bacteris no productors d'oxigen) són la bacterioclorofil·la, que absorbeix la llum de les regions del vermell llunyà i de l'infraroig proper (IR), que només és capaç de penetrar a les fosques profunditats de l'aigua.

Els organismes que s'han adaptat a la poca llum tendeixen a créixer més lentament perquè han de treballar més per absorbir tota la llum de què disposen. A la superfície del planeta, on la llum és abundant, seria un desavantatge que les plantes produïssin pigments en excés, de manera que utilitzen els colors de manera selectiva. Els mateixos principis evolutius haurien de funcionar també en altres sistemes planetaris.

De la mateixa manera que les criatures aquàtiques s'han adaptat a la llum filtrada per l'aigua, els habitants de la terra s'han adaptat a la llum filtrada pels gasos atmosfèrics. A la part alta de l'atmosfera terrestre, els fotons més abundants són grocs, amb una longitud d'ona de 560-590 nm. El nombre de fotons disminueix gradualment cap a les ones llargues i es trenca bruscament cap a les curtes. Quan la llum solar travessa l'atmosfera superior, el vapor d'aigua absorbeix IR en diverses bandes de més de 700 nm. L'oxigen produeix un rang estret de línies d'absorció a prop dels 687 i 761 nm. Tothom sap que l'ozó (Oh₃) a l'estratosfera absorbeix activament la llum ultraviolada (UV), però també absorbeix lleugerament a la regió visible de l'espectre.

Per tant, la nostra atmosfera deixa finestres a través de les quals la radiació pot arribar a la superfície del planeta. El rang de radiació visible està limitat al costat blau per un tall pronunciat de l'espectre solar a la regió de longitud d'ona curta i l'absorció UV per l'ozó. La vora vermella es defineix per línies d'absorció d'oxigen. El pic del nombre de fotons es desplaça del groc al vermell (uns 685 nm) a causa de l'extensa absorció d'ozó a la regió visible.

Les plantes estan adaptades a aquest espectre, que està determinat principalment per l'oxigen. Però cal recordar que les mateixes plantes subministren oxigen a l'atmosfera. Quan van aparèixer els primers organismes fotosintètics a la Terra, hi havia poc oxigen a l'atmosfera, de manera que les plantes van haver d'utilitzar pigments diferents de la clorofil·la. Només després d'un lapse de temps, quan la fotosíntesi va canviar la composició de l'atmosfera, la clorofil·la es va convertir en el pigment òptim.

Les proves fòssils fiables de la fotosíntesi tenen uns 3.400 milions d'anys, però les restes fòssils anteriors mostren signes d'aquest procés. Els primers organismes fotosintètics havien d'estar sota l'aigua, en part perquè l'aigua és un bon dissolvent per a les reaccions bioquímiques, i també perquè proporciona protecció de la radiació UV solar, que era important en absència d'una capa d'ozó atmosfèrica. Aquests organismes eren bacteris submarins que absorbien fotons infrarojos. Les seves reaccions químiques incloïen hidrogen, sulfur d'hidrogen, ferro, però no aigua; per tant, no emetien oxigen. I fa només 2.700 milions d'anys, els cianobacteris dels oceans van començar la fotosíntesi oxigenada amb l'alliberament d'oxigen. La quantitat d'oxigen i la capa d'ozó van augmentar gradualment, permetent que les algues vermelles i marrons pugin a la superfície. I quan el nivell de l'aigua en aigües poc profundes era suficient per protegir-se dels raigs UV, van aparèixer les algues verdes. Tenien poques ficobiliproteïnes i s'adaptaven millor a la llum brillant prop de la superfície de l'aigua. 2.000 milions d'anys després que l'oxigen comencés a acumular-se a l'atmosfera, els descendents de les algues verdes, les plantes, van aparèixer a la terra.

La flora ha sofert canvis significatius: la varietat de formes ha augmentat ràpidament: des de molses i hepàtiques fins a plantes vasculars amb capçades altes, que absorbeixen més llum i s'adapten a diferents zones climàtiques. Les copes còniques dels arbres de coníferes absorbeixen eficaçment la llum a latituds altes, on el sol gairebé no s'aixeca per sobre de l'horitzó. Les plantes amants de l'ombra produeixen antocianina per protegir-se de la llum brillant. La clorofil·la verda no només s'adapta bé a la composició moderna de l'atmosfera, sinó que també ajuda a mantenir-la, mantenint el nostre planeta verd. És possible que el següent pas de l'evolució doni un avantatge a un organisme que viu a l'ombra sota les copes dels arbres i utilitza ficobilines per absorbir la llum verda i groga. Però els habitants del nivell superior, pel que sembla, romandran verds.

Pintant el món de vermell

Mentre busquen pigments fotosintètics en planetes d'altres sistemes estel·lars, els astrònoms haurien de recordar que aquests objectes es troben en diferents estadis d'evolució. Per exemple, poden trobar-se amb un planeta similar a la Terra, per exemple, fa 2.000 milions d'anys. També cal tenir en compte que els organismes fotosintètics aliens poden tenir propietats que no són característiques dels seus "parents" terrestres. Per exemple, són capaços de dividir molècules d'aigua utilitzant fotons de longitud d'ona més llarga.

L'organisme de longitud d'ona més llarga de la Terra és el bacteri anoxigènic porpra, que utilitza radiació infraroja amb una longitud d'ona d'uns 1015 nm. Els rècords entre els organismes oxigenats són els cianobacteris marins, que absorbeixen a 720 nm. No hi ha un límit superior a la longitud d'ona que està determinada per les lleis de la física. És només que el sistema de fotosíntesi ha d'utilitzar un nombre més gran de fotons de longitud d'ona llarga en comparació amb els de longitud d'ona curta.

El factor limitant no és la varietat de pigments, sinó l'espectre de llum que arriba a la superfície del planeta, que al seu torn depèn del tipus d'estrella. Els astrònoms classifiquen les estrelles segons el seu color, depenent de la seva temperatura, mida i edat. No totes les estrelles existeixen el temps suficient perquè la vida sorgeixi i es desenvolupi als planetes veïns. Les estrelles són de llarga vida (en ordre decreixent de temperatura) de classes espectrals F, G, K i M. El sol pertany a la classe G. Les estrelles de la classe F són més grans i brillants que el Sol, cremen i emeten una llum més brillant. llum blava i s'esgoten en uns 2.000 milions d'anys. Les estrelles de classe K i M són més petites de diàmetre, més tènues, més vermelles i es classifiquen com a de llarga vida.

Al voltant de cada estrella hi ha una anomenada "zona de vida", un rang d'òrbites, en la qual els planetes tenen la temperatura necessària per a l'existència d'aigua líquida. Al sistema solar, aquesta zona és un anell delimitat per les òrbites de Mart i la Terra. Les estrelles F calentes tenen una zona de vida més allunyada de l'estrella, mentre que les estrelles K i M més fredes la tenen més a prop. Els planetes de la zona de vida de les estrelles F, G i K reben aproximadament la mateixa quantitat de llum visible que la Terra rep del Sol. És probable que hi pugui sorgir vida a partir de la mateixa fotosíntesi oxigenada que a la Terra, tot i que el color dels pigments es pot canviar dins del rang visible.

Les estrelles de tipus M, les anomenades nanes vermelles, són de particular interès per als científics, ja que són el tipus d'estrelles més comú a la nostra galàxia. Emeten una llum visiblement menys visible que el Sol: el pic d'intensitat del seu espectre es produeix a l'IR proper. John Raven, biòleg de la Universitat de Dundee a Escòcia, i Ray Wolstencroft, astrònom de l'Observatori Reial d'Edimburg, han suggerit que la fotosíntesi oxigenada és teòricament possible utilitzant fotons de l'infraroig proper. En aquest cas, els organismes hauran d'utilitzar tres o fins i tot quatre fotons IR per trencar una molècula d'aigua, mentre que les plantes terrestres només utilitzen dos fotons, cosa que es pot comparar amb els passos d'un coet que imparteixen energia a un electró per dur a terme una substància química. reacció.

Les estrelles M joves presenten potents bengales UV que només es poden evitar sota l'aigua. Però la columna d'aigua també absorbeix altres parts de l'espectre, de manera que els organismes situats a la profunditat estaran molt mancats de llum. Si és així, és possible que la fotosíntesi no es desenvolupi en aquests planetes. A mesura que l'estrella M envelleix, la quantitat de radiació ultraviolada emesa disminueix, en les etapes posteriors de l'evolució es fa menys del que emet el nostre Sol. Durant aquest període, no hi ha necessitat d'una capa d'ozó protectora, i la vida a la superfície dels planetes pot prosperar encara que no produeixi oxigen.

Així, els astrònoms haurien de considerar quatre escenaris possibles segons el tipus i l'edat de l'estrella.

Vida oceànica anaeròbica. Una estrella del sistema planetari és jove, de qualsevol tipus. És possible que els organismes no produeixin oxigen. L'atmosfera pot estar composta per altres gasos com el metà.

Vida aeròbica oceànica. L'estrella ja no és jove, de cap tipus. Ha passat prou temps des de l'inici de la fotosíntesi oxigenada per a l'acumulació d'oxigen a l'atmosfera.

Vida aeròbica terrestre. L'estrella és madura, de qualsevol tipus. El terreny està cobert de plantes. La vida a la Terra és just en aquesta etapa.

Vida terrestre anaeròbica. Una estrella M feble amb radiació UV feble. Les plantes cobreixen la terra però poden no produir oxigen.

Naturalment, les manifestacions dels organismes fotosintètics en cadascun d'aquests casos seran diferents. L'experiència de disparar el nostre planeta des de satèl·lits suggereix que és impossible detectar vida a les profunditats de l'oceà amb un telescopi: els dos primers escenaris no ens prometen senyals de color de vida. L'única possibilitat de trobar-lo és buscar gasos atmosfèrics d'origen orgànic. Per tant, els investigadors que utilitzen mètodes de color per buscar vida extraterrestre s'hauran de centrar en l'estudi de plantes terrestres amb fotosíntesi oxigenada en planetes propers a les estrelles F, G i K, o en planetes d'estrelles M, però amb qualsevol tipus de fotosíntesi.

Signes de vida

Substàncies que, a més del color de les plantes, poden ser signe de la presència de vida

Oxigen (O₂) i aigua (H₂O) … Fins i tot en un planeta sense vida, la llum de l'estrella mare destrueix les molècules de vapor d'aigua i produeix una petita quantitat d'oxigen a l'atmosfera. Però aquest gas es dissol ràpidament en aigua i també oxida les roques i els gasos volcànics. Per tant, si es veu molt d'oxigen en un planeta amb aigua líquida, vol dir que el produeixen fonts addicionals, molt probablement la fotosíntesi.

Ozó (O₃) … A l'estratosfera de la Terra, la llum ultraviolada destrueix les molècules d'oxigen que, quan es combinen, formen ozó. Juntament amb l'aigua líquida, l'ozó és un important indicador de vida. Mentre que l'oxigen és visible a l'espectre visible, l'ozó és visible en infrarojos, que és més fàcil de detectar amb alguns telescopis.

metà (CH₄) més oxigen, o cicles estacionals … La combinació d'oxigen i metà és difícil d'obtenir sense la fotosíntesi. Les fluctuacions estacionals de la concentració de metà també són un signe segur de vida. I en un planeta mort, la concentració de metà és gairebé constant: només disminueix lentament a mesura que la llum solar descompon les molècules.

Clorometà (CH₃Cl) … A la Terra, aquest gas es forma per la crema de plantes (principalment en incendis forestals) i per l'exposició a la llum solar del plàncton i el clor de l'aigua de mar. L'oxidació el destrueix. Però l'emissió relativament feble d'estrelles M pot permetre que aquest gas s'acumuli en una quantitat disponible per al registre.

Òxid nitrós (N₂O) … Quan els organismes es desintegran, el nitrogen s'allibera en forma d'òxid. Les fonts no biològiques d'aquest gas són insignificants.

El negre és el nou verd

Independentment de les característiques del planeta, els pigments fotosintètics han de complir els mateixos requisits que a la Terra: absorbir fotons amb la longitud d'ona més curta (alta energia), amb la longitud d'ona més llarga (que utilitza el centre de reacció) o la més disponible. Per entendre com el tipus d'estrella determina el color de les plantes, calia combinar els esforços d'investigadors de diferents especialitats.

Passant la llum de les estrelles

El color de les plantes depèn de l'espectre de la llum de les estrelles, que els astrònoms poden observar fàcilment, i de l'absorció de la llum per l'aire i l'aigua, que l'autor i els seus col·legues van modelar en funció de la composició probable de l'atmosfera i les propietats de la vida. Imatge "Al món de la ciència"

Martin Cohen, astrònom de la Universitat de Califòrnia, Berkeley, va recollir dades sobre una estrella F (Bootes sigma), una estrella K (epsilon Eridani), una estrella M que s'estén activament (AD Leo) i una hipotètica M tranquil·la. -estrella amb temperatura de 3100 °C. L'astrònom Antigona Segura de la Universitat Nacional Autònoma de la Ciutat de Mèxic ha dut a terme simulacions per ordinador del comportament de planetes semblants a la Terra a la zona de vida al voltant d'aquestes estrelles. Utilitzant models d'Alexander Pavlov de la Universitat d'Arizona i James Kasting de la Universitat de Pennsilvània, Segura va estudiar la interacció de la radiació de les estrelles amb els components probables de les atmosferes planetàries (suposant que els volcans emeten els mateixos gasos sobre ells que a la Terra), intentant per esbrinar la composició química atmosferes tant mancades d'oxigen com amb el seu contingut proper al de la terra.

Utilitzant els resultats de Segura, la física de la University College London, Giovanna Tinetti, va calcular l'absorció de radiació a les atmosferes planetàries utilitzant el model de David Crisp al Jet Propulsion Laboratory de Pasadena, Califòrnia, que es va utilitzar per estimar la il·luminació dels panells solars dels rovers de Mart. La interpretació d'aquests càlculs va requerir els esforços combinats de cinc experts: la microbiòloga Janet Siefert de la Universitat Rice, els bioquímics Robert Blankenship de la Universitat de Washington a St. Louis i Govindjee de la Universitat d'Illinois a Urbana, planetòleg i Champaigne (Victoria Meadows) de la Universitat Estatal de Washington. i jo, un biometeoròleg del Goddard Space Research Institute de la NASA.

Vam concloure que els raigs blaus amb un pic a 451 nm arriben majoritàriament a les superfícies dels planetes propers a les estrelles de classe F. A prop de les estrelles K, el pic es troba a 667 nm, aquesta és la regió vermella de l'espectre, que s'assembla a la situació a la Terra. En aquest cas, l'ozó juga un paper important, fent que la llum de les estrelles F sigui més blava i la llum de les estrelles K més vermella del que és realment. Resulta que la radiació adequada per a la fotosíntesi en aquest cas es troba a la regió visible de l'espectre, com a la Terra.

Així, les plantes dels planetes propers a les estrelles F i K poden tenir gairebé el mateix color que les de la Terra. Però a les estrelles F, el flux de fotons blaus rics en energia és massa intens, de manera que les plantes han de reflectir-los almenys parcialment utilitzant pigments protectors com l'antocianina, que donaran a les plantes una coloració blavosa. Tanmateix, només poden utilitzar fotons blaus per a la fotosíntesi. En aquest cas, s'hauria de reflectir tota la llum del rang del verd al vermell. Això donarà lloc a un tall blau distintiu en l'espectre de llum reflectida que es pot detectar fàcilment amb un telescopi.

L'ampli rang de temperatures de les estrelles M suggereix una varietat de colors per als seus planetes. Orbitant una estrella M tranquil·la, el planeta rep la meitat de l'energia que la Terra fa del Sol. I encara que això, en principi, és suficient per a la vida -això és 60 vegades més del que es requereix per a les plantes amants de l'ombra de la Terra-, la majoria dels fotons procedents d'aquestes estrelles pertanyen a la regió propera a l'IR de l'espectre. Però l'evolució hauria de conduir a l'aparició d'una varietat de pigments que puguin percebre tot l'espectre de llum visible i infraroja. Les plantes que absorbeixen pràcticament tota la seva radiació poden fins i tot semblar negres.

Petit punt morat

La història de la vida a la Terra mostra que els primers organismes fotosintètics marins dels planetes propers a les estrelles de classe F, G i K podrien viure en una atmosfera primària lliure d'oxigen i desenvolupar un sistema de fotosíntesi oxigenada, que després portaria a l'aparició de plantes terrestres.. La situació amb les estrelles de classe M és més complicada. Els resultats dels nostres càlculs indiquen que el lloc òptim per als fotosintetitzadors és a 9 m sota l'aigua: una capa d'aquesta profunditat atrapa la llum ultraviolada destructiva, però permet que passi prou llum visible. Per descomptat, aquests organismes no els notarem als nostres telescopis, però podrien convertir-se en la base de la vida terrestre. En principi, als planetes propers a les estrelles M, la vida vegetal, utilitzant diversos pigments, pot ser gairebé tan diversa com a la Terra.

Però, els futurs telescopis espacials ens permetran veure rastres de vida en aquests planetes? La resposta depèn de quina serà la relació entre la superfície de l'aigua i la terra al planeta. En els telescopis de primera generació, els planetes semblaran punts, i un estudi detallat de la seva superfície està fora de qüestió. Tot el que obtindran els científics és l'espectre total de la llum reflectida. Basant-se en els seus càlculs, Tinetti argumenta que almenys el 20% de la superfície del planeta ha de ser terra seca coberta de plantes i no coberta per núvols per identificar les plantes d'aquest espectre. D'altra banda, com més gran és la superfície del mar, més oxigen alliberen els fotosintetitzadors marins a l'atmosfera. Per tant, com més pronunciats siguin els bioindicadors del pigment, més difícil serà notar els bioindicadors d'oxigen, i viceversa. Els astrònoms podran detectar un o l'altre, però no tots dos.

Cercadors de planetes

L'Agència Espacial Europea (ESA) té previst llançar la nau espacial Darwin en els propers 10 anys per estudiar els espectres dels exoplanetes terrestres. El Earth-Like Planet Seeker de la NASA farà el mateix si l'agència aconsegueix finançament. La nau espacial COROT, llançada per l'ESA el desembre de 2006, i la nau espacial Kepler, programada per la NASA per al seu llançament el 2009, estan dissenyades per buscar lleugeres disminucions de la brillantor de les estrelles quan els planetes semblants a la Terra passen per davant. La nau espacial SIM de la NASA buscarà vibracions febles d'estrelles sota la influència dels planetes.

La presència de vida en altres planetes -la vida real, no només fòssils o microbis que amb prou feines sobreviuen en condicions extremes- es pot descobrir en un futur molt proper. Però quines estrelles hem d'estudiar primer? Serem capaços de registrar els espectres dels planetes situats a prop de les estrelles, que és especialment important en el cas de les estrelles M? En quins rangs i amb quina resolució haurien d'observar els nostres telescopis? Entendre els fonaments de la fotosíntesi ens ajudarà a crear nous instruments i interpretar les dades que rebem. Problemes d'aquesta complexitat només es poden resoldre a la intersecció de diverses ciències. De moment només som al principi del camí. La mateixa possibilitat de buscar vida extraterrestre depèn de fins a quin punt entenem els fonaments bàsics de la vida aquí a la Terra.