¿Cómo serán las plantas en mundos alienígenas?

La mayoría de los exoplanetas rocosos descubiertos hasta ahora orbitan estrellas enanas rojas, el tipo de estrella más abundante en la galaxia. Emiten una luz más tenue y roja que la del sol. "Es natural preguntar: si la fotosíntesis ocurre en un rango de luz visible (de 400 a 700 nanómetros) y se toma una estrella que es más débil, más fría y más roja, ¿hay suficiente luz para sustentar la fotosíntesis?" dice Thomas Haworth, físico de la Universidad Queen Mary de Londres. Su respuesta provisional a esa pregunta, publicada recientemente en el Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society, es un “sí, a veces”. La conclusión de su equipo, de que las condiciones alrededor de las estrellas enanas rojas no son un factor decisivo para la vida, es alentadora. Pero la vida podría haberse adaptado de manera muy diferente a la luz de soles más rojos.

La mayoría de las plantas de la Tierra, incluida la vegetación frondosa, los musgos y las cianobacterias, utilizan la fotosíntesis para convertir la luz solar y el dióxido de carbono en energía y oxígeno. Las plantas utilizan pigmentos de clorofila para transformar esa energía solar en energía química. La clorofila da a las plantas su color verde y está sintonizada para absorber la luz solar en la parte del espectro que va del azul violeta al rojo anaranjado. Pero los astrobiólogos han observado que existe un "borde rojo" para la vegetación, lo que significa que la clorofila no absorbe muchos fotones en longitudes de onda más largas y rojas, más allá de los 700 nanómetros. Esas son precisamente las longitudes de onda en las que estas pequeñas estrellas enanas rojas emiten la mayor parte de su luz. Esto parece plantear un problema para las especies fotosintéticas.

Así que, junto con su colega, el biólogo Christopher Duffy, Haworth intentó imaginar cómo podría funcionar la fotosíntesis extraterrestre, incluso en condiciones inusuales. "Queríamos desarrollar un modelo general de fotosíntesis que no estuviera vinculado a ninguna especie en particular", dice Duffy. En particular, modelaron antenas recolectoras de luz (complejos pigmento-proteína que tienen todos los organismos fotosintéticos) que recolectan fotones y canalizan la energía luminosa hacia un centro de reacción que lleva a cabo la fotoquímica necesaria para convertirla en energía química.

Llegaron a la conclusión de que los organismos con antenas extremadamente eficientes podían absorber luz tenue de más de 700 nm, pero que la fotosíntesis oxigénica podría ser una lucha. En ese escenario, los organismos tendrían que invertir gran parte de su energía sólo para mantener en funcionamiento la maquinaria fotosintética. Evolutivamente, esto podría limitarlas a permanecer, digamos, como bacterias verde-azules que habitan en estanques, no como estructuras que podrían colonizar la tierra.

Y aunque las plantas verdes, que dependen de la clorofila y la luz solar, dominan la Tierra, ni la biología ni la física exigen que funcione de esa manera. Ya conocemos especies en nuestro propio planeta que siguen reglas diferentes. Hay microbios subterráneos que producen “oxígeno oscuro” en ausencia de luz. Y hay bacterias violetas y bacterias verdes del azufre que realizan la fotosíntesis sin oxígeno, utilizando diferentes pigmentos y gases, especialmente azufre. Dependen de la luz infrarroja para obtener energía, entre 800 y 1.000 nanómetros. Eso está dentro del alcance de la luz de las estrellas enanas rojas.