Знакомый нам зелёный ландшафт Земли, возможно, не всегда был таким. Согласно новому научному исследованию, опубликованному в журнале International Journal of Astrobiology, наша планета, возможно, когда-то переливалась оттенками фиолетового из-за совершенно иной формы жизни, чем та, которую мы знаем сегодня. Эта поразительная идея не только меняет наше представление о прошлом Земли, но и открывает новые возможности для того, как жизнь может выглядеть на других планетах.
Другая молекула управляла древней жизнью
Исследователи доктор Эдвард Швитерман из Калифорнийского университета в Риверсайде и профессор Шиладития ДасСарма из Мэрилендского университета, оба связанные с NASA, изучили идею о том, что ранняя жизнь на Земле не полагалась на хлорофилл. Вместо этого она могла использовать гораздо более простую молекулу, известную как ретинол.
В отличие от хлорофилла, который отражает зелёный свет, ретинол поглощает зелёный и отражает красный и синий диапазоны волн. Когда многие ранние микроорганизмы использовали ретинол для фотосинтеза, результатом стала Земля, которая казалась покрытой фиолетовыми оттенками. Эти микроорганизмы в основном принадлежали к группе, известной как археи, одним из хорошо известных примеров которых является галобактерия — жизнестойкий вид, который до сих пор существует в экстремальных условиях, таких как Мёртвое море.
До кислорода ретинол управлял планетой
Период до Великого события оксигенации (GOE), которое произошло более 200 миллионов лет назад, характеризовался низким содержанием кислорода в атмосфере. В это время фотосинтез на основе ретинола, вероятно, был более эффективным и лучше подходил для условий ранней Земли, чем тот, который мы видим сегодня на основе хлорофилла.
Учёные объясняют, что эта древняя фаза «фиолетовой Земли» не оставляет прямых ископаемых свидетельств. Вместо этого они прослеживают её происхождение с помощью биохимического анализа, особенно изучая современные археи. Эти одноклеточные организмы предпочитают среды с низким содержанием кислорода и поглощают свет иначе, чем растения, предпочитая менее энергетические волны — адаптация, соответствующая ретиноловому процессу.
Это говорит о том, что цвет нашей планеты был не просто вопросом восприятия, а результатом широко распространённой биологической стратегии, предшествовавшей растениям и деревьям. Только после повышения уровня кислорода во время GOE организмы, основанные на хлорофилле, начали доминировать, приведя к появлению пышной зелёной планеты, которую мы знаем сегодня.
Может ли фиолетовый снова стать популярным?
Хотя хлорофилл стал доминирующим фотосинтетическим пигментом на планете, системы на основе ретинола никогда полностью не исчезали. Галобактерии и подобные виды всё ещё процветают в изолированных местах, тихо сохраняя древний метаболический процесс.
Учитывая продолжающееся изменение климата и растущую нестабильность экосистем Земли, учёные предполагают, что при правильных условиях, таких как снижение уровня кислорода, жизнь, основанная на ретиноле, может возродиться. Согласно статье, ответ — «да». Возможность того, что Земля вернётся к более древнему биологическому состоянию, может показаться отдалённой, но это не выходит за рамки научных предположений.
Будет ли следующий живой мир фиолетовым?
Если фотосинтез на основе ретинола когда-то процветал здесь, он также может существовать на экзопланетах, которые ещё не пережили свои собственные события оксигенации. Эта теория уже повлияла на направление исследований астробиологии NASA.
Профессор ДасСарма объясняет, что NASA собирает команды учёных и инженеров для усовершенствования технологий телескопов и более детального анализа световых сигналов далёких планет. Если теория верна, то слабый фиолетовый оттенок на далёкой планете может быть ранним признаком жизни.
Эти тонкие вариации цвета планет — независимо от того, вызваны ли они хлорофиллом, ретинолом или совершенно другой молекулой, — могут служить потенциальными биосигнатурами. Как говорят исследователи, эта идея «направила науку и астрономию к новому пониманию более раннего прошлого нашей планеты» и может определять будущие открытия далеко за пределами нашей Солнечной системы.