Scienty

Три четверти звезд дают регулярные мощные вспышки коротковолнового ультрафиолетового излучения. Рассматривалось, что это вредно для многоклеточных организмов, и это вызывало сомнения по поводу обитаемости планет у таких звезд. Ученые обнаружили, что как минимум некоторые земные многоклеточные организмы вполне переносят подобные вспышки, хотя в нашей системе они не происходят.

Ультрафиолетовое излучение подразделяется на длинноволновое (315-400 нанометров), средневолновое (280-315 нанометров) и коротковолновое (100-280 нанометров). Первый диапазон не представляет большой опасности для людей, что хорошо, поскольку озоновый слой плохо его поглощает. Второй и особенно третий диапазоны более опасны: их применяют для обеззараживания воды, так как они эффективно убивают бактерии и другие микроорганизмы. Такое излучение разрушает ДНК и РНК, приводя к гибели облученной клетки или дезактивации вируса.

Примерно 75 процентов существующих звезд — красные карлики спектрального класса M. Характерной чертой этих и других звезд являются сильнейшие вспышки коротковолнового ультрафиолета. Интенсивность его для поверхности планет в зоне обитаемости может достигать 100 ватт на квадратный метр, что равно силе солнечного излучения на поверхности Земли в пасмурный день. Из-за этого многие ученые полагают планеты у красных карликов фактически необитаемыми как минимум для сложных сухопутных организмов.

В США ученые решили изучить влияние кратковременного ультрафиолетового излучения на лишайник, взяв образец Clavascidium lacinulatum и подвергнув его облучению в течение трех месяцев с мощностью 55 ватт на квадратный метр. рассказали в статье для журнала Astrobiology.

Лишайники – симбиоз водорослей, производящих фотосинтез, и грибов, защищающих их от внешних воздействий. После трех месяцев сильного воздействия погибло лишь 50 процентов водорослевых клеток лишайника. В контрольном эксперименте аналогичные водоросли без защиты грибов были полностью стерилизованы за одну минуту, как и Deinococcus radiodurans – организм с наибольшей устойчивостью к гамма-излучению на Земле.

Темным слоем сверху защищали. Clavascidium lacinulatum Лишайник толщиной менее одного миллиметра выполнял ту же роль, что загар у людей, блокируя УФ-излучение. Результат неожиданный, поскольку в земных условиях ни этот лишайник, ни какой-либо другой не видят коротковолнового ультрафиолета: через озоновый слой оно не проникает. Блокада излучения происходит потому, что лишайник так защищает водоросли внутри себя от средневолнового УФ-излучения. Оно хоть и не стерилизует мгновенно, но при длительном воздействии тоже наносит некоторый вред живым организмам. Излучение поглощается тем лучше, чем короче его длина волны: в результате то, что остановило средневолновой ультрафиолет, весьма неплохо защитило и от коротковолнового.

Исследователи изучали эффективность защиты в условиях, где отсутствует кислород. Это важно, потому что Земля более 80 процентов своей истории имела недостаточное содержание кислорода для выживания современного человека. Более 50 процентов ее истории вообще не было кислорода в атмосфере. Следовательно, бескислородные условия должны были широко присутствовать в эволюции жизни.

В результате лабораторного эксперимента произошли повреждения. Clavascidium lacinulatum Содержание кислорода было меньше, чем в обычном воздухе. Вероятно, это связано с отсутствием образования активных форм кислорода под воздействием ультрафиолета.
Учёные сделали вывод о пригодности планет вокруг красных и желто-белых (спектральный класс F тоже генерирует мощные УФ-вспышки) звезд для многоклеточной жизни на суше.

Если обычный земной лишайник, никогда не сталкивавшийся со вспышками, смог пережить трехмесячный аналог её и возобновить рост, то местные организмы скорее всего адаптированы ещё лучше. Возможно, это справедливо не только для лишайников, но и для истинных многоклеточных, которые эволюционируют в подобной среде. Защитный слой («загар» лишайников) образован соединениями, встречающимися в организмах не только грибов, но и животных.