近期的天文观测进展发现了大量能够支持地表水的系外行星，对这类行星上外星生命的搜索正在加速。一组天体生物学家提出了一种新颖的方法来探测海洋行星上的生命。通过进行实验室测量和卫星遥感分析，他们证明漂浮植被的反射光谱可以作为一种有前景的生物标志。漂浮植被的季节性变化可能为遥感检测提供特别有效的手段。
天文调查已经发现了近6,000颗系外行星，包括许多可居住的行星，这些行星的表面可能有液态水。对这类行星生命的搜索是本世纪最重要的科学努力之一，目前正在开发直接成像观察项目。
在类地行星上，被称为“植被红边”的陆地植被特征反射光谱被认为是关键的生物标志。然而，海洋行星由于大部分表面被水覆盖，可能不支持陆地植被。为了扩大对海洋行星的生命探测范围，本研究考察了漂浮植物的反射光谱特征并测试了它们的可探测性。
该研究在不同的尺度上研究了漂浮植物的反射光谱，从实验室中单个叶片到通过卫星遥感进行的大规模湖泊植被观察。
尽管漂浮叶片在物种间表现出显著的形态变化，但它们的总体趋势显示出明显的红边，通常与陆地植物相当甚至超过。这种增强被归因于海绵组织中的空气间隙，提供了浮力，并且具有特殊的表皮结构，具有防水性。虽然漂浮叶片在潮湿时的反射率略有降低，但它们仍显示出比水下植物更明显的红边。
然而，在更大的尺度上，由于植被密度较低和水面上叶片重叠减少，漂浮植被的红边特征减弱。使用卫星遥感（Sentinel-2；ESA）基于归一化植被指数（NDVI）进行的景观规模分析在夏季蓬勃发展，而在冬季消失，导致NDVI在全年平均时相对较低。然而，浮漂植被的NDVI值的最小和最大波动比森林更为显著。为了进一步研究这种模式，对日本148个湖泊和沼泽进行了大规模调查。研究揭示了特征性的季节性NDVI变化，从冬季的负值转变为夏季的正值。重要的是，尽管水分抑制了漂浮植被的反射率，但其自身的反射率更加低且保持稳定。它增强了季节性NDVI波动的可探测性，这种波动即使在大气和云层干扰下也依然稳健，表明该方法在未来探测可居住系外行星生命方面可能非常有前景。
如果像漂浮植物这样的光合生物在可居住的系外行星上普遍存在，那么生命探索的范围可以扩大到包括海洋行星，而不仅限于类地行星。理解生命的起源和演化过程及其与行星环境的共同进化，对于预测可能适应不同行星条件的生物形态至关重要。本研究为未来关于生物标志的研究奠定了基础，为下一代生命探测任务铺平了道路。
