Frühe Erde lila war, schlägt Studie

Die früheste Leben auf der Erde hätte nur lila wie grüne heute, behauptet ein Wissenschaftler.

Uralte Mikroben möglicherweise verwendet ein Molekül als Chlorophyll, um die Strahlen der Sonne, einer nutzbar zu machen, die den Organismen einen violetten Farbton gab.

Chlorophyll, der wichtigsten photosynthetischen Farbstoff der Pflanzen, vor allem blaue und rote Wellenlängen von der Sonne absorbiert und reflektiert grünen, und es ist das Licht reflektiert, die Pflanzen ihre grüne Farbe gibt. Diese Tatsache Rätsel einige Biologen, weil die Sonne den größten Teil seiner Energie in den grünen Teil des sichtbaren Spektrums überträgt.

"Warum Chlorophyll diese Tauchen in der Gegend, die die meiste Energie hätte?", sagte Shil DasSarma, mikrobielle Genetiker an der Universität von Maryland.

Immerhin hat Evolution optimiert das menschliche Auge am empfindlichsten auf grünes Licht sein (weshalb Bilder von Nachtsichtgeräten getönt sind grün). So ist warum Photosynthese nicht genauso abgestimmt?

Mögliche Antwort

DasSarma denkt, es sei denn Chlorophyll nach dem anderen lichtempfindlichen erschien Molekül namens Netzhaut auf der frühen Erde bereits vorhanden war. Netzhaut, heute fand in der Pflaume gefärbte Membran eine photosynthetische Mikrobe namens Halobacteria, grünes Licht absorbiert und reflektiert wieder rote und violette Licht, deren Kombination lila erscheint.

Primitive Mikroben, die Netzhaut verwendet, um die Energie der Sonne nutzen könnte frühe Erde beherrschen DasSarma sagte, damit einige der ersten biologischen Hotspots auf dem Planeten eine markante violette Farbe abtönen.

Als Nachzügler, Mikroben, die Chlorophyll verwendet konnte nicht direkt mit denen Retinal Nutzung konkurrieren, aber sie überlebt durch die sich verändernden die Fähigkeit, die sehr Wellenlängen zu absorbieren, die Netzhaut nicht genutzt haben, DasSarma sagte.

"Chlorophyll war gezwungen, von blau und Rot Licht, zu verwenden, da das grüne Licht durch die lila Membran-haltigen Organismen aufgenommen wurde", sagte William Sparks, Astronom an der Space Telescope Science Institute (STScI) in Maryland, geholfen DasSarma seine Idee zu entwickeln.

Chlorophyll effizienter

Die Forscher spekulieren, dass Chlorophyll und Retinal-basierten Organismen eine Zeitlang nebeneinander existierten. "Sie können sich vorstellen, eine Situation, wo Photosynthese nur unter einer Schicht aus lila Membran-haltigen Organismen geht," DasSarma sagte LiveScience.

Aber nach einer Weile, sagen die Forscher, die Balance gekippt zu Gunsten der Chlorophyll weil es effizienter als der Netzhaut ist.

"Chlorophyll kann nicht die Spitze des Sonnenspektrums probieren, aber es nutzt das Licht, das es absorbieren, besser" Funken erklärt.

DasSarma gesteht seine Ideen sind derzeit kaum mehr als Spekulation, aber sagt, dass sie passen mit anderen Dingen, die Netzhaut und frühe Erde Wissenschaftler kennen.

Beispielsweise der Netzhaut hat eine einfachere Struktur als Chlorophyll und wäre einfacher gewesen, in der sauerstoffarmen Umgebung der frühen Erde produzieren DasSarma sagte.

Auch war für die Netzhaut sehr ähnlich dem einer Fettsäure ist die viele Wissenschaftler glauben der Prozess eine der Schlüssel-Zutaten für die Entwicklung der Zellen.

"Fettsäuren wahrscheinlich benötigt wurden, die Membranen in den frühesten Zellen zu bilden,", sagte DasSarma.

Zu guter Letzt ist Halobacteria, eine Mikrobe heute noch am Leben, die Netzhaut, verwendet kein Bakterium. Es gehört zu einer Gruppe von Organismen genannt Archaea, deren Abstammung zurück bis in eine Zeit reicht, bevor die Erde hatte eine Sauerstoff-Atmosphäre.

Zusammengenommen deuten diese verschiedenen Linien des Beweises Retinal früher als Chlorophyll, gebildet DasSarma sagte.

Seine so genannte "lila Erde" Hypothese präsentierte das Team Anfang dieses Jahres auf der Jahrestagung der American Astronomical Society (AAS), und es ist auch in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift American Scientistdetailliert. Das Team plant auch, die Arbeit zu einem Peer-Review Fachzeitschrift noch in diesem Jahr vorlegen.

Vorsicht erforderlich

David Des Marais, einem Geochemiker am NASA Ames Research Center in Kalifornien, fordert die lila Erde Hypothese "interessant", aber warnt vor zu viel von einer Beobachtung zu machen.

"Ich bin ein wenig vorsichtig betrachten, wer welche Wellenlängen des Lichts nutzt und machen Schlussfolgerungen darüber, wie Dinge wie 3 oder 4 Milliarden Jahren waren", sagte Des Marais, der nicht in der Forschung beteiligt war.

Des Marais sagte eine alternative Erklärung für, warum Chlorophyll nicht grünes Licht absorbiert, dass dadurch tatsächlich Pflanzen schädigen könnte.

"Diese Energie kommt, schreien vor." "Es ist ein zweischneidiges Schwert", sagte in einem Telefoninterview Des Marais. "Ja, erhalten Sie Energie von ihm, aber es ist wie immer 100 Prozent Sauerstoff und vergiftet immer Menschen. Sie können zu viel des guten erhalten."

Des Marais verweist auf Cyanobakterien, eine photosynthesizing Mikrobe mit einer alten Geschichte, die gerade unter der Wasseroberfläche leben, um die volle Wucht der Sonne zu vermeiden.

"Wir sehen eine Menge von beweisen der Anpassung an die Lichtverhältnisse ein bisschen runter", sagte Des Marais. "Ich weiß nicht, dass zwangsläufig ein evolutionärer Nachteil, dass nicht auf dem Höhepunkt des Sonnenspektrums."

Konsequenzen für Astrobiologie

Wenn zukünftige Forschung die lila Erde-Hypothese überprüft, sagen es hätte Auswirkungen auf die Wissenschaftler auf der Suche nach Leben auf fernen Welten, die Forscher.

"Wir sicherstellen sollten, dass wir nicht sperren, in Ideen, die ganz zentriert sind, wir auf der Erde sehen," sagte DasSarmas Kollege, Neil Reid, auch aus dem STScI.

Ein Biomarker des besonderen Interesses an der Astrobiologie ist beispielsweise die "rote Kante", produziert von Pflanzen auf der Erde. Terrestrische Vegetation nimmt die meisten, aber nicht alle, das rote Licht im sichtbaren Spektrum. Viele Wissenschaftler haben vorgeschlagen mit dem kleinen Teil des reflektierten Rotlicht als Indikator für Leben auf anderen Planeten.

"Ich denke, wenn die meisten Leute denken, der Fernerkundung sind konzentrierten sie sich auf Chlorophyll basierenden Lebensformen," sagte DasSarma. "Es kann sein, das ist das wichtigere, aber passieren, wenn Sie auf einen Planeten sehen, dass in diesem frühen Stadium der Evolution, und Sie sind auf der Suche nach Chlorophyll, kannst du es verpassen, weil Sie die falsche Wellenlänge suchen."

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