Tidlige Jorden Var Lilla, Foreslår Studie

{h1}

Planeten kunne engang have været domineret af mikrober, der brugte et andet molekyle end chlorophyll til at udnytte sunâ € ™ s stråler.

Det tidligste liv på Jorden kunne have været lige så lilla som det er grønt i dag, hævder en videnskabsmand.

Gamle mikrober kunne have brugt et andet molekyle end chlorophyll til at udnytte solens stråler, som gav organismerne en violet nuance.

Klorofyl, det vigtigste fotosyntetiske pigment af planter, absorberer hovedsageligt blå og røde bølgelængder fra solen og afspejler grønne, og det er dette reflekterede lys, der giver planter deres grønne farve. Denne kendsgerning pusles nogle biologer, fordi solen sender størstedelen af ​​sin energi i den grønne del af det synlige spektrum.

"Hvorfor ville chlorophyll have denne dip i det område, der har mest energi?" sagde Shil DasSarma, en mikrobiel genetiker ved University of Maryland.

Evolution har trods alt ændret det menneskelige øje til at være mest følsomt for grønt lys (det er derfor billeder fra nattsynsbriller er farvet grønne). Så hvorfor er fotosyntese ikke finjusteret på samme måde?

Muligt svar

DasSarma mener, at det skyldes, at klorofyl dukkede op efter et andet lysfølsomt molekyle kaldet retinal var allerede til stede på tidlige Jorden. Retinal, der i dag findes i den blommefarvede membran af en fotosyntetisk mikrobe kaldet halobakterier, absorberer grønt lys og reflekterer rødt og violet lys, hvis kombination forekommer lilla.

Primitive mikrober, der brugte nethinden til at udnytte solens energi, kunne have domineret den tidlige Jorden, sagde DasSarma, og dermed tintede nogle af de første biologiske hotspots på planeten en karakteristisk lilla farve.

At være latecomere kunne mikrober, der anvendte chlorophyll, ikke konkurrere direkte med dem, der udnyttede nethinden, men de overlevede ved at udvikle evnen til at absorbere de meget bølgelængder, som nethinden ikke brugte, sagde DasSarma.

"Klorofyl blev tvunget til at gøre brug af det blå og røde lys, da alt det grønne lys blev absorberet af de lilla membranholdige organismer", sagde William Sparks, en astronom ved Space Telescope Science Institute (STScI) i Maryland, som hjalp DasSarma udvikler sin ide.

Chlorophyll mere effektiv

Forskerne spekulerer på, at klorofyl- og retinalbaserede organismer eksisterede sammen om en tid. "Du kan forestille dig en situation, hvor fotosyntese foregår lige under et lag lilla membranholdige organismer," fortalte DasSarma WordsSideKick.com.

Men efter et stykke tid siger forskerne, at balancen tippes til fordel for chlorophyll, fordi den er mere effektiv end nethinden.

"Klorofyl må ikke prøve toppen af ​​solspektret, men det gør bedre brug af det lys, det absorberer," forklarede Sparks.

DasSarma indrømmer, at hans ideer i øjeblikket er lidt mere end spekulation, men siger, at de passer til andre ting, videnskabsmænd kender til nethinden og den tidlige jord.

For eksempel har retinal en enklere struktur end klorofyl, og det ville have været lettere at producere i den lave iltmiljø i den tidlige jord, sagde DasSarma.

Også processen til fremstilling af retinal er meget lig den af ​​en fedtsyre, som mange forskere mener var en af ​​nøglebestanddelene til udvikling af celler.

"Fedtsyrer var sandsynligvis nødvendige for at danne membranerne i de tidligste celler," sagde DasSarma.

Endelig er halobakterier, en mikrobe i live i dag, der anvender retinal, ikke nogen bakterie overhovedet. Det tilhører en gruppe af organismer kaldet arkæa, hvis slægt strækker sig tilbage til et tidspunkt før Jorden havde en ilt atmosfære.

Samlet set tyder disse forskellige beviser på retinal dannet tidligere end chlorophyll, sagde DasSarma.

Holdet præsenterede den såkaldte "lilla jord" -hypotes tidligere i år på det amerikanske astronomiske samfunds årlige møde (AAS), og det er også detaljeret i det seneste nummer af magasinet Amerikansk forsker. Holdet planlægger også at indsende arbejdet til en peer reviewed wet journal senere i år.

Forsigtighed er nødvendig

David Des Marais, en geokemist på NASAs Ames Research Center i Californien, kalder den lilla jordhypotese "interessant", men advarer mod at gøre for meget af en observation.

"Jeg er lidt forsigtig med at se på, hvem der bruger hvilke bølgelængder af lys og konkludere, hvordan tingene var som 3 eller 4 milliarder år siden," sagde Des Marais, som ikke var involveret i forskningen.

Des Marais sagde en alternativ forklaring på hvorfor chlorophyll ikke absorberer grønt lys, hvis det gør det, kan det faktisk skade planter.

"Den energi kommer til at skrige. Det er et tokantet sværd," sagde Des Marais i et telefoninterview. "Ja, du får energi fra det, men det er som om folk får 100 procent ilt og bliver forgiftet. Du kan få for meget af en god ting."

Des Marais peger på cyanobakterier, en fotosyntetiserende mikrobe med en gammel historie, som bor lige under havfladen for at undgå Sunens fulde bunke.

"Vi ser mange beviser for tilpasning for at få lysniveauer lidt," sagde Des Marais. "Jeg ved ikke, at der nødvendigvis er en evolutionær ulempe for ikke at være i toppen af ​​solspektret."

Implikationer for astrobiologi

Hvis fremtidig forskning validerer lilla jordhypotesen, ville det få konsekvenser for forskere, der søger liv på fjerne verdener, siger forskerne.

"Vi bør sørge for, at vi ikke låser os ind i ideer, der er helt centreret om det vi ser på Jorden," sagde DasSarmas kollega, Neil Reid, også af STScI.

For eksempel er en biomarkør af særlig interesse for astrobiologi den "røde kant", der produceres af planter på Jorden. Jordlig vegetation absorberer de fleste, men ikke alle, det røde lys i det synlige spektrum. Mange forskere har foreslået at bruge den lille del af reflekteret rødt lys som en indikator for livet på andre planeter.

"Jeg tror, ​​at når de fleste mennesker tænker på teledetektion, er de fokuseret på klorofylbaseret liv," sagde DasSarma. "Det kan være det mest fremtrædende, men hvis du ser en planet der er på dette tidlige udviklingsstadium, og du leder efter klorofyl, kan du måske savne det, fordi du kigger på den forkerte bølgelængde. "


Video Supplement: Scooter Cam Visits Panormo Crete.




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com