美提出另類假說:地球曾經是紫色的
  2007年04月25日09:07 【字號 】【留言】【論壇】【打印】【關閉
 
  在今年的美國天文協會年會上,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,就像現在的植物是綠色的一樣。他們認為,遠古的微生物可能並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的分子。

  葉綠素是現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,並反射綠色光波。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,人類的眼睛已經變得對綠光最為敏感(這也是為什麼夜視鏡裡的影像是綠色的原因)。那為什麼光合作用沒有被調整得如此恰到好處呢?

  美國馬裡蘭大學的微生物遺傳學家歇爾·達薩馬認為,當葉綠素出現時,早期地球上已經存在著另一種感光分子,它名叫視黃醛(retinal)。今天,視黃醛存在於一種叫鹽杆菌的光合微生物中。它的紫色細胞膜吸收綠色光線,反射紅光和藍紫光。兩者合並便形成了紫光。

  達薩馬說,這種用視黃醛來吸收陽光的原始微生物,可能統治了早期的地球。這樣,地球最早的生物熱點區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視黃醛和早期地球的知識相當吻合。比如,視黃醛的結構比葉綠素更為簡單。因此它也更適合早期地球的低氧環境。另外,存活至今的視黃醛微生物鹽杆菌,從屬於一種古生菌。而它們的祖先最早可以追溯到地球大氣層裡還沒有氧氣的時代。而假如我們把這些証據拼湊起來,所有的箭頭都指向了一個結論──在葉綠素植物出現以前,視黃醛就已經存在了。

  雖然“紫色地球”的假說還沒得到廣泛意義上的驗証,但研究人員說,如果未來的研究証實了“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·裡德說:“我們不應該作繭自縛,完全圍繞地球上的情況來思考。”打個比方,太空生物學尤為關注的一個生物標記,是地球植物中常有的“紅邊”效應。陸地植物吸收紅色可見光,但並不吸去全部。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:“大多數人想到遙感時,他們關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。”
 

來源:第一財經日報 (責任編輯:張文君)


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