물질대사
광합성은 햇빛과 이산화 탄소(CO)를 이용하여 탄수화물을 합성하는 과정이다. 식물과 남세균, 조류는 광합성을 통해 물을 분해하고 산소를 부산물로 생산한다. 이 과정은 광합성 반응 중심에서 생산된 ATP와 NADPH를 사용하여 CO를 3-포스포글리세르산으로 전환하고, 3-포스포글리세르산은 이후 포도당으로 전환된다. 탄소 고정 반응은 캘빈 회로의 일부로 루비스코(RuBisCO)라는 효소가 참여한다. 식물에서는 C 탄소 고정, C 탄소 고정, 그리고 CAM 광합성 이렇게 세 종류의 광합성이 일어나며, 이들은 CO가 캘빈 회로에 들어가는 방법에 따라 구분된다. C 식물은 CO를 직접적으로 고정하고, C 식물과 CAM 식물은 CO를 먼저 다른 화합물의 일부로 포함시킨다. 이는 강렬한 햇빛과 건조한 환경에 적응하기 위한 방편이다.
적색왜성계의 생명체 거주가능성
지구의 열수구에 서식하는 생명체들은 대부분 광합성에 의존하지 않고 화학 합성을 사용한다. 많은 과학자들은 지구상에 태어난 최초의 생명체들은 열수구나 동굴에 있는 것들과 비슷한 모습이었을 것으로 추측한다. 광합성은 이후 진화된 생명체의 생존 방식이며, 광합성 방식을 열수구의 적외선에 맞추어 진화한 조류가 발견된 바 있다. 적색 왜성을 도는 행성에 사는 식물들의 경우, 수십억 년의 세월 동안 어머니 항성의 빛을 이용하여 광합성을 할 수 있도록 진화되었을 가능성도 있다.