美國科學家提出驚人假說：地球曾經(jīng)是紫色的
2007年04月25日 08:34:48 來源：第一財經(jīng)日報
在今年的美國天文協(xié)會年會上，科學家提出了這個“紫色地球”的假說。美國的一個研究日前宣布，地球上最早的生命可能是紫色的，就像現(xiàn)在的植物是綠色的一樣。他們認為，遠古的微生物可能并不是用葉綠素來吸收太陽光線的，而是用另一個分子，一個賦予了這些生物紫羅蘭色調(diào)的分子。
葉綠素是現(xiàn)代植物用來進行光合作用的主要色素。它們能夠吸收陽光中的藍色和紅色光波，并反射綠色光波。正是這個反射光線定義了植物葉子的顏色。但這讓一些生物學家大為不解。因為綠色可見光波包含了陽光中的大部分能量。在進化的矯正下，人類的眼睛已經(jīng)變得對綠光最為敏感(這也是為什么夜視鏡里的影像是綠色的原因)。那為什么光合作用沒有被調(diào)整得如此恰到好處呢？
美國馬里蘭大學的微生物遺傳學家歇爾·達薩馬認為，當葉綠素出現(xiàn)時，早期地球上已經(jīng)存在著另一種感光分子，它名叫視黃醛(retinal)。今天，視黃醛存在于一種叫鹽桿菌的光合微生物中。它的紫色細胞膜吸收綠色光線，反射紅光和藍紫光。兩者合并便形成了紫光。
達薩馬說，這種用視黃醛來吸收陽光的原始微生物，可能統(tǒng)治了早期的地球。這樣，地球最早的生物熱點區(qū)域就被染成了獨特的紫色。
而作為后來者，葉綠素微生物根本無法與視黃醛微生物直接競爭。但它們演化出了另一種能力——吸收視黃醛所不需要的光波，從而生存了下來。而參與該項研究的天文學家威廉·斯帕克斯也說：“葉綠素是被逼無奈才去想法利用藍光和紅光的，因為所有的綠光都被那些紫色生物吸收掉了。”
據(jù)研究人員推測，葉綠素植物和視黃醛植物曾共存過一段時間。“你可以想象當時的情形，一層紫色生物的下面同時還進行著另一種光合作用。”達薩馬說。但不久，這種平衡便開始偏向葉綠素植物，因為它比視黃醛植物效率更高。對此，斯帕克斯解釋道：“雖然葉綠素沒有汲取陽光中最好的光波，但它更好地利用了它所吸收的光波。”
達薩馬承認，目前他的這個想法可能不過是種推測，但它和科學家們已知的有關(guān)視黃醛和早期地球的知識相當吻合。比如，視黃醛的結(jié)構(gòu)比葉綠素更為簡單。因此它也更適合早期地球的低氧環(huán)境。另外，存活至今的視黃醛微生物鹽桿菌，從屬于一種古生菌。而它們的祖先最早可以追溯到地球大氣層里還沒有氧氣的時代。而假如我們把這些證據(jù)拼湊起來，所有的箭頭都指向了一個結(jié)論——在葉綠素植物出現(xiàn)以前，視黃醛就已經(jīng)存在了。
雖然“紫色地球”的假說還沒得到廣泛意義上的驗證，但研究人員說，如果未來的研究證實了“紫色地球”的假說，這將對外星生物的尋找提供借鑒。
達薩馬的同事尼爾·里德說：“我們不應(yīng)該作繭自縛，完全圍繞地球上的情況來思考。”打個比方，太空生物學尤為關(guān)注的一個生物標記，是地球植物中常有的“紅邊”效應(yīng)。陸地植物吸收紅色可見光，但并不吸去全部。因此許多科學家將這些反射出來的少量紅光，視為外星生命的標志。
達薩馬說：“大多數(shù)人想到遙感時，他們關(guān)注的都是葉綠素植物。可能那是最顯著的生命跡象。但如果你看到星球正巧處在進化的這個早期階段，而你卻只是在尋找葉綠素的話，那你就可能錯過它，因為你尋找的波長不對。”
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