美国科学家提出惊人假说：地球曾经是紫色的
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2007年04月25日 08:34:48 来源：第一财经日报
在今年的美国天文协会年会上，科学家提出了这个“紫色地球”的假说。美国的一个研究日前宣布，地球上最早的生命可能是紫色的，就像现在的植物是绿色的一样。他们认为，远古的微生物可能并不是用叶绿素来吸收太阳光线的，而是用另一个分子，一个赋予了这些生物紫罗兰色调的分子。
叶绿素是现代植物用来进行光合作用的主要色素。它们能够吸收阳光中的蓝色和红色光波，并反射绿色光波。正是这个反射光线定义了植物叶子的颜色。但这让一些生物学家大为不解。因为绿色可见光波包含了阳光中的大部分能量。在进化的矫正下，人类的眼睛已经变得对绿光最为敏感(这也是为什么夜视镜里的影像是绿色的原因)。那为什么光合作用没有被调整得如此恰到好处呢？
美国马里兰大学的微生物遗传学家歇尔·达萨马认为，当叶绿素出现时，早期地球上已经存在着另一种感光分子，它名叫视黄醛(retinal)。今天，视黄醛存在于一种叫盐杆菌的光合微生物中。它的紫色细胞膜吸收绿色光线，反射红光和蓝紫光。两者合并便形成了紫光。
达萨马说，这种用视黄醛来吸收阳光的原始微生物，可能统治了早期的地球。这样，地球最早的生物热点区域就被染成了独特的紫色。
而作为后来者，叶绿素微生物根本无法与视黄醛微生物直接竞争。但它们演化出了另一种能力——吸收视黄醛所不需要的光波，从而生存了下来。而参与该项研究的天文学家威廉·斯帕克斯也说：“叶绿素是被逼无奈才去想法利用蓝光和红光的，因为所有的绿光都被那些紫色生物吸收掉了。”
据研究人员推测，叶绿素植物和视黄醛植物曾共存过一段时间。“你可以想象当时的情形，一层紫色生物的下面同时还进行着另一种光合作用。”达萨马说。但不久，这种平衡便开始偏向叶绿素植物，因为它比视黄醛植物效率更高。对此，斯帕克斯解释道：“虽然叶绿素没有汲取阳光中最好的光波，但它更好地利用了它所吸收的光波。”
达萨马承认，目前他的这个想法可能不过是种推测，但它和科学家们已知的有关视黄醛和早期地球的知识相当吻合。比如，视黄醛的结构比叶绿素更为简单。因此它也更适合早期地球的低氧环境。另外，存活至今的视黄醛微生物盐杆菌，从属于一种古生菌。而它们的祖先最早可以追溯到地球大气层里还没有氧气的时代。而假如我们把这些证据拼凑起来，所有的箭头都指向了一个结论——在叶绿素植物出现以前，视黄醛就已经存在了。
虽然“紫色地球”的假说还没得到广泛意义上的验证，但研究人员说，如果未来的研究证实了“紫色地球”的假说，这将对外星生物的寻找提供借鉴。
达萨马的同事尼尔·里德说：“我们不应该作茧自缚，完全围绕地球上的情况来思考。”打个比方，太空生物学尤为关注的一个生物标记，是地球植物中常有的“红边”效应。陆地植物吸收红色可见光，但并不吸去全部。因此许多科学家将这些反射出来的少量红光，视为外星生命的标志。
达萨马说：“大多数人想到遥感时，他们关注的都是叶绿素植物。可能那是最显著的生命迹象。但如果你看到星球正巧处在进化的这个早期阶段，而你却只是在寻找叶绿素的话，那你就可能错过它，因为你寻找的波长不对。”
在今年的美国天文协会年会上，科学家提出了这个“紫色地球”的假说。美国的一个研究日前宣布，地球上最早的生命可能是紫色的，就像现在的植物是绿色的一样。他们认为，远古的微生物可能并不是用叶绿素来吸收太阳光线的，而是用另一个分子，一个赋予了这些生物紫罗兰色调的分子。
叶绿素是现代植物用来进行光合作用的主要色素。它们能够吸收阳光中的蓝色和红色光波，并反射绿色光波。正是这个反射光线定义了植物叶子的颜色。但这让一些生物学家大为不解。因为绿色可见光波包含了阳光中的大部分能量。在进化的矫正下，人类的眼睛已经变得对绿光最为敏感(这也是为什么夜视镜里的影像是绿色的原因)。那为什么光合作用没有被调整得如此恰到好处呢？
美国马里兰大学的微生物遗传学家歇尔·达萨马认为，当叶绿素出现时，早期地球上已经存在着另一种感光分子，它名叫视黄醛(retinal)。今天，视黄醛存在于一种叫盐杆菌的光合微生物中。它的紫色细胞膜吸收绿色光线，反射红光和蓝紫光。两者合并便形成了紫光。
达萨马说，这种用视黄醛来吸收阳光的原始微生物，可能统治了早期的地球。这样，地球最早的生物热点区域就被染成了独特的紫色。
而作为后来者，叶绿素微生物根本无法与视黄醛微生物直接竞争。但它们演化出了另一种能力——吸收视黄醛所不需要的光波，从而生存了下来。而参与该项研究的天文学家威廉·斯帕克斯也说：“叶绿素是被逼无奈才去想法利用蓝光和红光的，因为所有的绿光都被那些紫色生物吸收掉了。”
据研究人员推测，叶绿素植物和视黄醛植物曾共存过一段时间。“你可以想象当时的情形，一层紫色生物的下面同时还进行着另一种光合作用。”达萨马说。但不久，这种平衡便开始偏向叶绿素植物，因为它比视黄醛植物效率更高。对此，斯帕克斯解释道：“虽然叶绿素没有汲取阳光中最好的光波，但它更好地利用了它所吸收的光波。”
达萨马承认，目前他的这个想法可能不过是种推测，但它和科学家们已知的有关视黄醛和早期地球的知识相当吻合。比如，视黄醛的结构比叶绿素更为简单。因此它也更适合早期地球的低氧环境。另外，存活至今的视黄醛微生物盐杆菌，从属于一种古生菌。而它们的祖先最早可以追溯到地球大气层里还没有氧气的时代。而假如我们把这些证据拼凑起来，所有的箭头都指向了一个结论——在叶绿素植物出现以前，视黄醛就已经存在了。
虽然“紫色地球”的假说还没得到广泛意义上的验证，但研究人员说，如果未来的研究证实了“紫色地球”的假说，这将对外星生物的寻找提供借鉴。
达萨马的同事尼尔·里德说：“我们不应该作茧自缚，完全围绕地球上的情况来思考。”打个比方，太空生物学尤为关注的一个生物标记，是地球植物中常有的“红边”效应。陆地植物吸收红色可见光，但并不吸去全部。因此许多科学家将这些反射出来的少量红光，视为外星生命的标志。
达萨马说：“大多数人想到遥感时，他们关注的都是叶绿素植物。可能那是最显著的生命迹象。但如果你看到星球正巧处在进化的这个早期阶段，而你却只是在寻找叶绿素的话，那你就可能错过它，因为你寻找的波长不对。”