Cyanobacteriën floreren op licht rode dwerg

Naar blijkt, kunnen bepaalde soorten cyanobacteriën het licht van een rode dwergster gebruiken als voeding. Dat licht bestaat voornamelijk uit infrarode straling. Opmerkelijk want de planten die wij hier op aarde kennen kunnen dat niet. Wat betekent dit voor de oorsprong van het leven op aarde en de evolutionaire geschiedenis van het leven?

Ongeveer 80% van alle sterren is een rode dwergster. Rode dwergsterren zijn veel lichter dan de zon, maar hun bewoonbare zone is veel kleiner dan die rond onze zon. Om een indruk te geven: de bewoonbare zone rond onze zonlicht iets binnen de baan van de aarde tot ongeveer de baan van Mars. Dat is dus iets van 130 miljoen km afstand tot 250 miljoen km van de zon, de aarde bevindt zich op 150 miljoen km afstand. Bij rode dwergsterren is de zone waarbinnen vloeibaar water voorkomt veel kleiner. Denk dan aan afstanden tot de ster tussen de twee en 20 miljoen km. Dat komt omdat deze sterren veel minder licht afgeven, waardoor een planeet om warm te blijven veel dichter bij de ster moet blijven.

Artist impression van een “tidally locked” aardachtige planeet rond een rode dwerg. Geïnspireerd op Aurelia (NGC)

Toch hebben rode dwergsterren twee voordelen ten opzichte van sterren zoals onze zon. Het zijn er veel meer, en ze leven ook veel langer. Onze zon wordt over 1 miljard jaar zo heet dat het leven op aarde niet meer kan voortbestaan. Over 5 miljard jaar wordt de zon een rode reus, die mogelijk de aarde op zal slokken. Een rode dwerg, daarentegen, wordt veel ouder, denk dan aan 100-1000 miljard jaar. Vele malen langer dan de zon, dus.

Dat geeft natuurlijk veel tijd waarin het leven zich kan ontwikkelen. Dat is de reden waarom onderzoekers naar buitenaards leven toch erg geïnteresseerd zijn in rode dwergen. Zou het mogelijk zijn dat leven zich ontwikkelt op een planeet met vloeibaar water rond een rode dwerg? Er is maar één manier om daar achter te komen, en dat is te experimenteren met aards leven. Zou aards leven het vol kunnen houden op een planeet, die rond een rode dwerg draait?

Een tweede probleem voor het leven zoals wij dat kennen op een planeet rond een rode dwergster is dat het licht veel roder, en dus veel minder energierijk is dan het licht van de zon. Bij de zon is het meeste licht blauwgroen. Wij zien de zon als geel doordat onze ogen daar gevoeliger voor zijn. Bij een rode dwerg ligt de piek van het spectrum rond de 1000 nm, dat is infrarood. Planten kunnen hier weinig mee, waardoor aardse planten op een rode dwergwereld niet zouden kunnen overleven. Maar naar blijkt, kunnen dus bepaalde cyanobacteriën dat wel.

Hoe komt het dat cyanobacteriën het zo goed kunnen doen op dit infrarode licht?

Wetenschappers doen niet vaak aan speculatie, behalve als ze sciencefiction boeken schrijven. Maar als visionaire site kunnen wij op visionair.nl natuurlijk wel naar hartenlust speculeren. Er zijn twee verklaringen waarom deze cyanobacteriën, die tot de oudste bacteriën op aarde behoren, in staat zijn om uit infrarode licht energie te halen. Die eerste verklaring is dat ergens op aarde omstandigheden heersten, of heersen, wat dit evolutionair voordeel opleverde. Mogelijk was er een dicht wolkendek, evolueerde deze vaardigheid omdat de cyanobacteriën op die manier het restlicht konden benutten, dat andere cyanobacteriën en algen lieten liggen, of was de aarde vroeger vulkanisch veel actiever waardoor de infraroodstraling van het hete magma een bruikbare energiebron vormde.

Komt het leven op aarde van een planeet rond een rode dwergster?

Een meer spectaculaire verklaring is dat het leven op aarde afkomstig is van een planeet rond een rode dwergster. Panspermie, dus. Deze verklaring is minder buitenissig dan het lijkt. Het gebeurt, hebben we nu ontdekt, geregeld, zeg maar: om de paar jaar, dat het zonnestelsel bezoek krijgt van een komeet of asteroïde afkomstig van elders uit de Melkweg. Dat geldt natuurlijk ook voor talloze kleinere fragmenten, die bijvoorbeeld door een heftige botsing of inslag door een asteroïde op een planeet met leven verspreid zijn geraakt door de Melkweg, en zoveel snelheid hebben gekregen door de inslag dat ze konden ontsnappen aan het zwaartekrachtsveld van de rode dwerg. Het zwaartekrachtsveld van de rode dwerg is veel zwakker dan dat van de zon, waardoor rode dwergen als uitzaaiers van leven veel actiever zijn dan de zon.

R. Claudio et al., Super-Earths, M Dwarfs, and Photosynthetic Organisms: Habitability in the Lab, ArXiv pre-print server (later gepubliceerd in Life, 2021)

4 reacties op “Cyanobacteriën floreren op licht rode dwerg”

        1. Dan heb je een K-dwerg. Ok, iets beter qua golflengte. Maar kost je wel veel dwergsterren om te maken. Dan kan je beter een kunstzon maken die om een zwerfplaneet draait.

Laat een reactie achter