Сучасний образ Землі, що закріпився у свідомості людства завдяки космічним знімкам, — це сяюча блакитна мармурова куля, прикрашена вихорами білих хмар та масивами зелених і коричневих континентів. Проте ця звична палітра є відносно новим явищем в історії нашої планети. Якби ми могли поглянути на Землю 2,4 мільярда років тому, перед нами постала б зовсім інша, дивовижна картина — світ, забарвлений не в синьо-зелені, а в м’які фіолетові відтінки. Ця ідея, відома як «гіпотеза фіолетової Землі», була запропонована молекулярним біологом Шиладітьєю Дассармою та астробіологом Едвардом Швітерманом і пропонує радикально новий погляд на еволюцію життя. В основі гіпотези лежить припущення, що перші фотосинтезуючі організми на планеті були не зеленими, а фіолетовими, і саме вони докмінували в прадавніх океанах, надаючи всій планеті характерного бузкового відтінку, розповідає T4.
Переважна більшість сучасних фотосинтезуючих форм життя, від велетенських дерев Амазонії до мікроскопічних ціанобактерій в океані, завдячують своїм кольором пігменту хлорофілу. Він ефективно поглинає світло в синій та червоній частинах видимого спектра, перетворюючи його на енергію, але відбиває зелене світло, яке ми й бачимо. Це завжди виглядало дещо парадоксально, адже саме зелена частина спектра несе в собі максимум сонячної енергії. Чому ж еволюція обрала шлях ігнорування такого цінного енергетичного ресурсу? Гіпотеза фіолетової Землі пропонує елегантне пояснення. Вона припускає, що до появи хлорофілу життя використовувало інший, хімічно простіший пігмент для збору сонячного світла — ретиналь. На відміну від хлорофілу, ретиналь поглинає саме зелене світло, а відбиває фіолетове та червоне, що в сумі дає пурпуровий колір. Цей механізм не є суто теоретичним; він досі існує у деяких сучасних мікробів, зокрема у солелюбних галобактерій, що процвітають у безкисневих середовищах.
Оскільки ретиналь є простішою молекулою, цілком імовірно, що він з’явився на еволюційній арені раніше за складний комплекс хлорофілу. В умовах ранньої Землі, коли атмосфера була практично позбавлена кисню, організми на основі ретиналю мали ідеальні умови для процвітання. Якщо прадавні океани кишіли цими мікробами, вони б ефективно поглинали найенергетичнішу частину сонячного спектра, залишаючи для інших лише «крихти» — сині та червоні довжини хвиль. Саме в цій вільній екологічній ніші й міг еволюціонувати фотосинтез на основі хлорофілу, який навчився використовувати те світло, що залишалося доступним. Переломний момент настав близько 2,4 мільярда років тому під час так званої Великої кисневої події. Оснащені хлорофілом ціанобактерії почали домінувати. Їхній фотосинтез мав революційний побічний продукт — кисень, який почав насичувати атмосферу, кардинально змінюючи правила гри та прокладаючи шлях для розвитку складного життя. Колись фіолетова Земля поступово поступилася місцем блакитно-зеленій планеті, яку ми знаємо сьогодні.
Ця гіпотеза має величезне значення для астробіології та наших пошуків життя за межами Землі. Вона нагадує, що життя не обов’язково має бути синонімом зеленого кольору. Шукаючи біосигнатури на екзопланетах, вчені не повинні обмежуватися лише спектральним слідом хлорофілу. Цілком можливо, що на інших світах домінують форми життя, засновані на інших пігментах, і ці планети можуть бути фіолетовими, помаранчевими або навіть чорними, поглинаючи весь спектр світла своєї зірки. Життя може бути набагато різноманітнішим, ніж ми можемо собі уявити, і історія нашої власної планети є яскравим тому підтвердженням.
Читайте також: Вчені показали рідкісну “чотириоку” тварину, яка мешкає на кордоні Кенії та Сомалі
