ชีวิตที่เก่าแก่ที่สุดในโลกอาจเป็นสีม่วงเหมือนสีเขียวทุกวันนี้นักวิทยาศาสตร์อ้างว่า
จุลินทรีย์โบราณอาจใช้โมเลกุลอื่นนอกเหนือจากคลอโรฟิลล์เพื่อควบคุมรังสีของดวงอาทิตย์ซึ่งเป็นสีม่วงของสิ่งมีชีวิต
คลอโรฟิลล์ซึ่งเป็นเม็ดสีสังเคราะห์แสงหลักของพืชดูดซับความยาวคลื่นสีน้ำเงินและสีแดงส่วนใหญ่จากดวงอาทิตย์และสะท้อนให้เห็นถึงสีเขียวและมันเป็นแสงสะท้อนที่ให้พืชสีของใบ ความจริงข้อนี้ทำให้นักชีววิทยาบางคนปริศนาเพราะดวงอาทิตย์ส่งพลังงานส่วนใหญ่ในส่วนสีเขียวของสเปกตรัมที่มองเห็นได้
"ทำไมคลอโรฟิลล์ถึงจุ่มนี้ในพื้นที่ที่มีพลังงานมากที่สุด" Shil Dassarma นักพันธุศาสตร์จุลินทรีย์ที่มหาวิทยาลัยแมริแลนด์กล่าว
ท้ายที่สุดวิวัฒนาการได้ปรับแต่งตามนุษย์เพื่อให้ไวต่อแสงสีเขียวมากที่สุด (ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมภาพจากแว่นตามองตอนกลางคืนจึงเป็นสีเขียว) เหตุใดจึงเป็นการสังเคราะห์ด้วยแสงไม่ได้ปรับแต่งแบบเดียวกัน?
คำตอบที่เป็นไปได้
Dassarma คิดว่าเป็นเพราะคลอโรฟิลล์ปรากฏตัวหลังจากโมเลกุลที่ไวต่อแสงอื่นที่เรียกว่าจอประสาทตามีอยู่แล้วในโลกต้น จอประสาทตาวันนี้พบในเมมเบรนสีพลัมของจุลินทรีย์สังเคราะห์แสงที่เรียกว่า halobacteria ดูดซับแสงสีเขียวและสะท้อนแสงสีแดงและแสงสีม่วงกลับมารวมกันซึ่งจะปรากฏเป็นสีม่วง
จุลินทรีย์ดั้งเดิมที่ใช้จอประสาทตาเพื่อควบคุมพลังงานของดวงอาทิตย์อาจครอบงำโลกต้นDassarma กล่าวว่าการย้อมสีฮอตสปอตทางชีวภาพครั้งแรกบนโลกนี้มีสีม่วงที่โดดเด่น
การเป็นผู้มาเยือนจุลินทรีย์ที่ใช้คลอโรฟิลล์ไม่สามารถแข่งขันได้โดยตรงกับผู้ที่ใช้จอประสาทตา แต่พวกมันรอดชีวิตจากการพัฒนาความสามารถในการดูดซับความยาวคลื่นที่จอประสาทตาไม่ได้ใช้ Dassarma กล่าว
“ คลอโรฟิลล์ถูกบังคับให้ใช้แสงสีน้ำเงินและสีแดงเนื่องจากแสงสีเขียวทั้งหมดถูกดูดซับโดยสิ่งมีชีวิตที่มีเมมเบรนสีม่วง” วิลเลียมสปาร์กส์นักดาราศาสตร์ของสถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศ (STSCI) ในแมริแลนด์กล่าว
คลอโรฟิลล์มีประสิทธิภาพมากขึ้น
นักวิจัยคาดการณ์ว่าสิ่งมีชีวิตคลอโรฟิลล์และจอประสาทตาที่อยู่ร่วมกันอยู่ร่วมกันเป็นระยะเวลาหนึ่ง “ คุณสามารถจินตนาการถึงสถานการณ์ที่การสังเคราะห์ด้วยแสงเกิดขึ้นใต้ชั้นของสิ่งมีชีวิตที่มีเมมเบรนสีม่วง” Dassarma กล่าวLiveScience-
แต่หลังจากนั้นไม่นานนักวิจัยก็บอกว่าความสมดุลนั้นเป็นที่โปรดปรานของคลอโรฟิลล์เพราะมันมีประสิทธิภาพมากกว่าจอประสาทตา
“ คลอโรฟิลล์อาจไม่สุ่มตัวอย่างจุดสูงสุดของสเปกตรัมพลังงานแสงอาทิตย์ แต่มันใช้ประโยชน์จากแสงที่ดีกว่าที่ดูดซับได้” สปาร์กอธิบาย
Dassarma ยอมรับว่าความคิดของเขานั้นมีมากกว่าการเก็งกำไร แต่บอกว่าพวกเขาเหมาะสมกับสิ่งอื่น ๆ ที่นักวิทยาศาสตร์รู้เกี่ยวกับจอประสาทตาและโลกต้น
ตัวอย่างเช่นจอประสาทตามีโครงสร้างที่ง่ายกว่าคลอโรฟิลล์และจะง่ายต่อการผลิตในสภาพแวดล้อมที่มีออกซิเจนต่ำในโลกต้นDassarma กล่าว
นอกจากนี้กระบวนการในการสร้างจอประสาทตานั้นคล้ายคลึงกับกรดไขมันซึ่งนักวิทยาศาสตร์หลายคนคิดว่าเป็นหนึ่งในคีย์-โภชนาการสำหรับการพัฒนาของเซลล์
“ กรดไขมันมีแนวโน้มที่จะต้องสร้างเยื่อหุ้มเซลล์ในเซลล์แรกสุด” Dassarma กล่าว
สุดท้าย Halobacteria ซึ่งเป็นจุลินทรีย์ที่ยังมีชีวิตอยู่ในปัจจุบันที่ใช้จอประสาทตาไม่ใช่แบคทีเรียเลย มันเป็นของกลุ่มสิ่งมีชีวิตที่เรียกว่า Archaea ซึ่งเชื้อสายที่ทอดยาวไปจนถึงเวลาก่อนที่โลกจะมีบรรยากาศออกซิเจน
เมื่อนำมารวมกันหลักฐานที่แตกต่างกันเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าจอประสาทตาที่เกิดขึ้นเร็วกว่าคลอโรฟิลล์ Dassarma กล่าว
ทีมนำเสนอสมมติฐาน "Purple Earth" เมื่อต้นปีที่ผ่านมาในการประชุมประจำปีของ American Astronomical Society (AAS) และยังมีรายละเอียดในนิตยสารฉบับล่าสุดของนิตยสารฉบับล่าสุดนักวิทยาศาสตร์อเมริกัน- ทีมยังวางแผนที่จะส่งงานไปยังวารสารวิทยาศาสตร์ที่ผ่านการตรวจสอบโดยเพื่อนในปลายปีนี้
จำเป็นต้องใช้
David des Marais นักธรณีวิทยาที่นาซ่าศูนย์วิจัยอาเมสในแคลิฟอร์เนียเรียกสมมติฐานของโลกสีม่วง "น่าสนใจ" แต่ข้อควรระวังไม่ให้สังเกตมากเกินไป
“ ฉันระมัดระวังเล็กน้อยเกี่ยวกับการดูว่าใครกำลังใช้ความยาวคลื่นของแสงและสรุปเกี่ยวกับสิ่งต่าง ๆ เมื่อ 3 หรือ 4 พันล้านปีก่อน” เดสมารีสกล่าวซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการวิจัยกล่าว
Des Marais กล่าวว่าคำอธิบายทางเลือกว่าทำไมคลอโรฟิลล์ไม่ดูดซับแสงสีเขียวคือการทำเช่นนั้นอาจเป็นอันตรายต่อพืช
“ พลังงานนั้นกรีดร้องเข้ามามันเป็นดาบสองด้าน” เดส์มารีสกล่าวในการสัมภาษณ์ทางโทรศัพท์ "ใช่คุณได้รับพลังงานจากมัน แต่มันก็เหมือนกับว่าผู้คนได้รับออกซิเจน 100 เปอร์เซ็นต์และได้รับพิษคุณสามารถได้รับสิ่งที่ดีมากเกินไป"
des Marais ชี้ไปที่ Cyanobacteria, aจุลินทรีย์สังเคราะห์แสงด้วยประวัติศาสตร์โบราณซึ่งอาศัยอยู่ใต้พื้นผิวมหาสมุทรเพื่อหลีกเลี่ยงความรุนแรงของดวงอาทิตย์
“ เราเห็นหลักฐานมากมายของการปรับตัวเพื่อลดระดับแสงลงเล็กน้อย” เดส์มารีสกล่าว "ฉันไม่รู้ว่าจำเป็นต้องมีข้อเสียวิวัฒนาการที่จะไม่อยู่ในจุดสูงสุดของสเปกตรัมพลังงานแสงอาทิตย์"
ความหมายของแอสโทรโรควิทยา
หากการวิจัยในอนาคตตรวจสอบสมมติฐานของโลกสีม่วงมันจะมีความหมายสำหรับนักวิทยาศาสตร์ค้นหาชีวิตในโลกที่ห่างไกลนักวิจัยกล่าว
“ เราควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าเราไม่ได้ล็อคความคิดที่มีศูนย์กลางอยู่ที่สิ่งที่เราเห็นบนโลก” Neil Reid เพื่อนร่วมงานของ Dassarma กล่าว
ตัวอย่างเช่นนักชีวภาพรายหนึ่งที่น่าสนใจเป็นพิเศษในระบบทางวิชาการคือ "ขอบสีแดง" ที่ผลิตโดยพืชบนโลก พืชพันธุ์บนบกดูดซับแสงสีแดงได้มากที่สุด แต่ไม่ใช่ทั้งหมดในสเปกตรัมที่มองเห็นได้ นักวิทยาศาสตร์หลายคนเสนอโดยใช้แสงสีแดงที่สะท้อนออกมาเป็นตัวบ่งชี้ชีวิตบนดาวเคราะห์ดวงอื่น
“ ฉันคิดว่าเมื่อคนส่วนใหญ่คิดเกี่ยวกับการสำรวจระยะไกลพวกเขามุ่งเน้นไปที่ชีวิตที่ใช้คลอโรฟิลล์” ดัสมาร์มากล่าว "อาจเป็นสิ่งที่โดดเด่นกว่า แต่ถ้าคุณเห็นดาวเคราะห์ที่อยู่ในช่วงแรกของการวิวัฒนาการและคุณกำลังมองหาคลอโรฟิลล์คุณอาจพลาดเพราะคุณกำลังดูความยาวคลื่นผิด"
