美國(guó)科學(xué)家提出驚人假說(shuō)：地球曾經(jīng)是紫色的
2007年04月25日 08:34:48 　來(lái)源：第一財(cái)經(jīng)日?qǐng)?bào)


在今年的美國(guó)天文協(xié)會(huì)年會(huì)上，科學(xué)家提出了這個(gè)“紫色地球”的假說(shuō)。美國(guó)的一個(gè)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(rèn)為，遠(yuǎn)古的微生物可能并不是用葉綠素來(lái)吸收太陽(yáng)光線的，而是用另一個(gè)分子，一個(gè)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(lái)進(jìn)行光合作用的主要色素。它們能夠吸收陽(yáng)光中的藍(lán)色和紅色光波，并反射綠色光波。正是這個(gè)反射光線定義了植物葉子的顏色。但這讓一些生物學(xué)家大為不解。因?yàn)榫G色可見(jiàn)光波包含了陽(yáng)光中的大部分能量。在進(jìn)化的矯正下，人類(lèi)的眼睛已經(jīng)變得對(duì)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(méi)有被調(diào)整得如此恰到好處呢？

美國(guó)馬里蘭大學(xué)的微生物遺傳學(xué)家歇爾·達(dá)薩馬認(rèn)為，當(dāng)葉綠素出現(xiàn)時(shí)，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(xì)胞膜吸收綠色光線，反射紅光和藍(lán)紫光。兩者合并便形成了紫光。

達(dá)薩馬說(shuō)，這種用視黃醛來(lái)吸收陽(yáng)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(diǎn)區(qū)域就被染成了獨(dú)特的紫色。

而作為后來(lái)者，葉綠素微生物根本無(wú)法與視黃醛微生物直接競(jìng)爭(zhēng)。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(lái)。而參與該項(xiàng)研究的天文學(xué)家威廉·斯帕克斯也說(shuō)：“葉綠素是被逼無(wú)奈才去想法利用藍(lán)光和紅光的，因?yàn)樗械木G光都被那些紫色生物吸收掉了。”

據(jù)研究人員推測(cè)，葉綠素植物和視黃醛植物曾共存過(guò)一段時(shí)間。“你可以想象當(dāng)時(shí)的情形，一層紫色生物的下面同時(shí)還進(jìn)行著另一種光合作用。”達(dá)薩馬說(shuō)。但不久，這種平衡便開(kāi)始偏向葉綠素植物，因?yàn)樗纫朁S醛植物效率更高。對(duì)此，斯帕克斯解釋道：“雖然葉綠素沒(méi)有汲取陽(yáng)光中最好的光波，但它更好地利用了它所吸收的光波。”

達(dá)薩馬承認(rèn)，目前他的這個(gè)想法可能不過(guò)是種推測(cè)，但它和科學(xué)家們已知的有關(guān)視黃醛和早期地球的知識(shí)相當(dāng)吻合。比如，視黃醛的結(jié)構(gòu)比葉綠素更為簡(jiǎn)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(méi)有氧氣的時(shí)代。而假如我們把這些證據(jù)拼湊起來(lái)，所有的箭頭都指向了一個(gè)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(shuō)還沒(méi)得到廣泛意義上的驗(yàn)證，但研究人員說(shuō)，如果未來(lái)的研究證實(shí)了“紫色地球”的假說(shuō)，這將對(duì)外星生物的尋找提供借鑒。

達(dá)薩馬的同事尼爾·里德說(shuō)：“我們不應(yīng)該作繭自縛，完全圍繞地球上的情況來(lái)思考。”打個(gè)比方，太空生物學(xué)尤為關(guān)注的一個(gè)生物標(biāo)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(jiàn)光，但并不吸去全部。因此許多科學(xué)家將這些反射出來(lái)的少量紅光，視為外星生命的標(biāo)志。

達(dá)薩馬說(shuō)：“大多數(shù)人想到遙感時(shí)，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(jìn)化的這個(gè)早期階段，而你卻只是在尋找葉綠素的話，那你就可能錯(cuò)過(guò)它，因?yàn)槟銓ふ业牟ㄩL(zhǎng)不對(duì)。”