蓝藻可以在极低的光线下进行光合作用，这一发现对天体生物学具有启示意义。安德鲁·马斯特森报道。

蓝藻可以用来给予其他星球的大气适合人类生活。版权：DETLEV VAN RAVENSWAAY/GETTY IMAGES

研究表明，35亿年前在地球上形成可呼吸大气的主要原因是细菌，而现在这些细菌可能会联合起来改造其他星球。

一个由来自澳大利亚、英国、法国和意大利的生物学家和化学家组成的团队一直在研究蓝藻——也被称为蓝藻——在弱光条件下进行光合作用的能力。

蓝藻是地球上最古老的生物之一，它们通过光合作用，将地球早期的甲烷、氨和其他气体的大气层转化为今天维持的成分。

微生物所使用的光化学与随后进化的大量多细胞植物所使用的光化学基本相同。这个过程包括使用红灯。大多数植物是绿色的，因为叶绿素不善于吸收可见光光谱中那部分的能量，从而反射出来。

然而，光本身是光合作用的一个重要组成部分，这就是为什么植物(和适当装备的细菌)不能在非常黑暗的环境中生长的原因。新研究的重点是，在这个过程变得不可能之前，这样的环境需要有多黑暗。

这个科学家团队，包括来自堪培拉澳大利亚国立大学的Elmars Krausz，测试了一种名为chroococciopsis thermalis的蓝细菌在弱光下进行光合作用的能力。

以前人们普遍认为，必要的光化学作用在波长为700纳米时即所谓的“红色极限”停止。

然而，克劳斯和他的同事发现C. thermalis继续在波长高达750纳米的地方进行光合作用。这一发现不仅代表了低光光合作用极限的显著扩展，而且还描述了一个使用更少生物燃料的系统。研究人员称之为“前所未有的低能量光系统”。

科学家们发现，关键在于之前未检测到的长波长叶绿素的存在，这些叶绿素执行必要的电荷分离。研究人员将这些叶绿素的起源追溯到C. thermalis的基因组，并发现它位于一个特定的基因簇中，这种基因簇在许多蓝藻物种中都很常见——这表明超越红色极限的能力是很常见的。

对克劳斯来说，这种弱光能力为蓝藻作为一线土壤改造剂的应用提供了希望。在其他星球上建立殖民地将引发大气的变化，最终将导致对人类有利的环境。

当然，如果一些天体生物学理论是正确的，蓝藻细菌(或至少类似的生命形式)可能已经存在于其他行星上——在这种情况下，它们在严酷的低光条件下生存的能力意味着一个新的探测目标。

克劳斯说:“这听起来像是科幻小说，但世界各地的航天机构和私营公司正在积极努力，在不远的将来将这一愿望变为现实。”

“理论上，光合作用可以利用这类生物来为人类在火星上呼吸创造空气。”

“像我们一直在研究的蓝细菌这样适应弱光的生物，可以在岩石下生长，并有可能在这个红色星球的恶劣环境中生存下来。”

这项研究发表在《科学》杂志上。