Var livet engang rødviolet?

Organismer med et rødligt fotopigment kunne have markeret den tidlige jord

Det første liv på Jorden kunne have været farvet rødlig-violet, ligesom bakterierne i denne salt sø i Australien. © Totajla / iStock
læst op

"Purple Earth": Det første liv på vores planet kan have været lyserød-lilla i farve - og udenjordisk liv kunne også have den farve. For allerede inden fotosyntesen brugte de første jordorganismer sandsynligvis et simpelt, rødt pigment til at fange solens energi. I søgen efter livet på andre planeter bør astronomer ikke kun lede efter underskrifter af grøn vegetation, men også efter signalet for lilla væsener, siger forskerne.

Vores jord er en grønblå planet: Hvis en udenjordisk astronom skulle analysere jordens lysspektrum, ud over det blå af verdenshavene, ville han bemærke det grønne af den vegetation, der reflekteres fra landoverfladerne. Årsagen hertil er det grønne bladpigment klorofyl, som planterne driver fotosyntesen med og dermed får energi fra sollys. Det var også denne proces der fik blågrønne alger til at iltre planetens oprindelige atmosfære for 2, 5 til tre milliarder år siden.

Rød nethinde i stedet for grøn klorofyll

Men hvad var det? Før den "grønne bølge" kunne der have været en lilla fase af livet på Jorden, siger Shiladitya DasSarma fra University of Maryland og Edward Schwieterman fra NASA. Før "opfindelsen" af fotosyntesen og klorofyll kunne de første organismer have brugt et andet pigment som en lysopsamler: retinol.

Dette rødlige, lysfølsomme pigment bruges stadig i dag af nogle archaea og saltelskende bakterier - og dermed af organismer, der er blandt de ældste på vores planet. "Naturligvis udviklede disse moderne archaea sig i løbet af aeoner fra deres oprindelige nethindebaserede forgængere, " siger forskerne. "Men selv i dag har de den potentielle evne til at overleve de anaerobe forhold på den tidlige jord."

Struktur af nethinden (venstre) og opløste pigmenter af Halobacterium sp. © Victoria Laye og Priya DasSarma / CC-by-sa 4.0

Nemmere, hvis mindre effektive

Plausibel ville være det røde pigment som chlorophyll forgænger hovedsageligt på grund af dets enkelhed: "Nethinden har en simpel kemisk struktur sammenlignet med klorofyl og mange andre pigmenter, der bruges til fotosyntesen og respiration, " forklarer forskerne, "Nethindebaseret fototrofi er lettere, men mindre effektiv end fotosyntesen."

Ifølge DasSarma og Schwieterman kunne de første enkle bakterier og archaea muligvis have udviklet retinol som en lysopsamler. Senere, da de første blågrønne alger og andre væsener, der var udstyret med klorofyll, blev dannet, blev disse primordiale organismer gradvist undertrykt. De overlevede dog i særlige nicher såsom saltdamme eller varme kilder, hvor deres efterkommere stadig forekommer i dag.

Verr teriske absorberinger cke

En anden indikation af, at der var en anden form for lyshøstning før klorofylen, ser forskerne i de grønne planter selv. Fordi deres klorofyl ikke bruger hele lysbølgens rækkevidde, men har lige i det gule- I mellemtiden er disse bølgelængder særlig høje i energi og dermed "lukrative".

Den mulige årsag til disse mærkelige huller: konkurrencen med de lilla retinalorganismer. Fordi de filtrerede det meste af det gulgrønne lys i de oprindelige bakteriemåtter, måtte de nye, fotosyntetiske organismer nøjes med resten. "Dette kan muligvis forklare, hvorfor chlorophyll og bakteriochlorophyll optager relativt lidt lys i det gulgrønne område og i stedet har deres maksimum i flankerende blå og røde regioner i spektret, " sagde DasSarma og Schwieterman.

Spektral signatur af hav, skov og nethindrød halobakterier DasSarma et al./ Int. J. Astrobiol., CC-by-sa 4.0

Violette udlændinge

Hvis denne rødviolette fase af det jordiske liv bekræftes, ville det også have konsekvenser for søgningen efter livsformer på andre planeter. For i spektret af lys, der reflekteres af eksoplaneter, ville man ikke kun være nødt til at kigge efter signaturen til klorofyll og andre grønne fotopigmenter, men også efter spor af retinol og andre rødlige pigmenter.

"Den potentielle eksistens af Purple Earth udvider en planets potentielle biologiske historie og gør yderligere biosignaturer tilgængelige, " siger forskerne. Faktisk har astrobiologer allerede udarbejdet en hel farvekatalog over mulige fremmede livsformer. De nye fund kunne gøre søgningen efter lys efter "lilla planeter" endnu mere plausibel. (International Journal of Astrobiology, 2018; doi: 10.1017 / S1473550418000423)

(IYA, 24.10.2018 - NPO)