A versão original de esta história apareceu em Quanta revista.
A maioria dos motores da vida funciona com a luz do sol. Os fótons filtram através da atmosfera e são ansiosamente absorvidos por organismos movidos a luz, como plantas e algas. Através da fotossíntese, as partículas de poder de luz uma reação celular que fabrica energia química (na forma de açúcares), que é passada pela rede alimentar em uma dança complexa de herbívoros, predadores, catadores, decompositores e muito mais.
Em um dia ensolarado e brilhante, há uma riqueza de fótons para dar a volta. Mas o que acontece com pouca luz? Os biólogos há muito tempo estão curiosos sobre o quão pouca fotossíntese leve pode funcionar – ou quantos fótons precisam chegar e com que rapidez, para que a maquinaria fotossintética de uma célula processe dióxido de carbono em oxigênio e energia. Os cálculos sugeriram um mínimo teórico de cerca de 0,01 micromoles de fótons por metro quadrado por segundo, ou menos de cem milésimos da luz de um dia ensolarado.
Durante décadas, esse cálculo foi teórico, dadas as dificuldades de estudar a fotossíntese sob pouca luz. Ninguém poderia confirmá -lo no campo, embora haja muitos lugares na terra que a luz mal chega. Todo inverno no alto ártico, por exemplo, o sol, escondido pela inclinação da terra, desaparece por meses. Medidores de neve coberta o gelo do mar e bloqueiam a luz de entrada, deixando o oceano gelado abaixo tão escuro quanto o interior de uma tumba. Lá, os biólogos assumiram, fotossintetizando microalgas que vivem na água e no gelo para a estação e esperam que o calor e a luz retornem.
“As pessoas pensaram na noite polar como essas condições do deserto, onde há muito pouca vida, e as coisas estão dormindo e hibernando e esperando a próxima primavera chegar”, disse Clara Hoppeum biogeoquímico no Alfred Wegener Institute, na Alemanha. “Mas, na verdade, as pessoas nunca haviam realmente olhado para isso.”
No inverno de 2020, Hoppe passou meses morando em um navio se casado em um bolo de gelo, durante a noite polar, para estudar os limites da fotossíntese no escuro. O estudo recente de sua equipe na Nature Communications relatou microalgas crescendo e reproduzindo Em níveis de luz no mínimo teórico – o nível inferior ao anteriormente observado na natureza.
O estudo mostra que, em alguns dos lugares mais frios e sombrios do mundo, a vida floresce com o maior quantum de luz. “Pelo menos algum fitoplâncton, sob algumas condições, pode ser capaz de fazer algumas coisas muito úteis com pouca luz”, disse Douglas Campbellum especialista em fotossíntese aquática na Universidade Mount Allison, no Canadá, que não estava envolvida no estudo. “É um trabalho importante.”
O poder do lado sombrio
Os cientistas tradicionalmente entendem o Ártico como um local de estase durante grande parte do ano. No inverno, os organismos que podem fugir das águas geladas o fazem; Aqueles que ficam ao vivo de reservas armazenadas ou afundam em um sono silencioso. Então, quando o sol retorna, o lugar volta à vida. Durante a floração da primavera, um aumento nas algas fotossintetizantes e outros micróbios inicia o ecossistema do Ártico, alimentando uma revelação anual, com pequenos crustáceos, peixes, focas, pássaros, ursos polares, baleias e muito mais.
Parecia Hoppe que qualquer fitoplâncton capaz de ter um começo anterior do que a competição poderia ter um verão mais bem -sucedido. Isso a levou a se perguntar quando, precisamente, os organismos poderiam responder à luz que volta.
