Земля приобрела фиолетовый оттенок: назван период, когда планета не была сине-зеленой

История Земли насчитывает более 4,5 миллиарда лет – за это время наша планета не единожды меняла свой облик. Из космоса современная Земля выглядит как зеленовато-голубой шар, однако в ее истории был период, когда на планете преобладали мягкие фиолетовые оттенки. Считается, что это произошло более 2,4 миллиарда лет назад, пишет IFLScience.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Гипотеза фиолетовой Земли – идея, которая впервые была выдвинута профессором Шиладитьей ДасСармой, молекулярным биологом из Мэрилендского университета, и доктором Эдвардом Швитерманом, астробиологом из Калифорнийского университета в Риверсайде.

В основе этой гипотезы лежит идея о том, что фотосинтезирующая жизнь на ранней Земле могла быть вовсе не зеленой, как у большинства современных растений и водорослей, а фиолетовой. Если это правда, то в земных океанах могли преобладать крошечные фиолетовые микроорганизмы, придававшие планете фиолетовый оттенок.

Сегодня большинство фотосинтезирующих форм жизни, от деревьев в тропических лесах Амазонки до морских цианобактерий, наполняющих океаны, имеют зеленый оттенок благодаря хлорофиллу. Этот пигмент поглощает все длины волн видимого спектра, за исключением зеленого, и преобразует их в энергию посредством процесса, известного как фотосинтез.

Однако на самом деле зеленый – довольно неожиданный цвет для пигмента, поглощающего солнечный свет. Этот яркий цвет имеет длину волны около 500 нанометров, что является одной из самых богатых энергией частей солнечного спектра. Так почему же большинство растений игнорируют его? И почему растения эволюционировали, чтобы отражать столь высокоэнергетическую область, вместо того чтобы использовать ее?

Гипотеза "фиолетовой Земли" предполагает, что до появления кислорода, когда земная атмосфера была насыщена углекислым газом и метаном, большинство микроорганизмов в океане, вероятно, полагались на более простой пигмент, известный как ретиналь.

В отличие от хлорофилла, ретиналь поглощает зеленый свет и отражает фиолетовый. Отметим, что он до сих пор используется некоторыми микробами, например, галобактериями – солелюбивыми археями с пурпурной мембраной, которые процветают в условиях низкого содержания кислорода.

По словам ДасСарма и Швитермана, поскольку ретиналь химически проще хлорофилла, он мог быть одной из самых ранних бактерий, собирающих свет на планете. На ранней стадии развития Земли уровень кислорода был относительно низким, но это не проблема для организмов, использующих фотосинтез с участием ретиналя. И если древние океаны кишели этими богатыми ретиналем микробами, вся планета могла бы нежно светиться лавандовым оттенком.

Со временем эволюция нашла новые способы использования солнечного света. В результате богатые ретиналем микробы захватили большую часть зеленого света в спектре, а потому другим организмам пришлось адаптироваться, чтобы использовать то, что было в доступе. Фотосинтез, основанный на хлорофилле, возможно, эволюционировал, чтобы использовать синие и красные длины волн, которые ретиналь не поглощал, заняв свою собственную нишу в переполненном фотохимическом ландшафте.

Затем настало время зеленого цвета: около 2,4 миллиарда лет назад, во время Великой оксигенации, цианобактерии стали доминирующей силой. Эти зеленые микробы не только поглощали различные части светового спектра, но также и выделяли кислород в качестве побочного продукта. Это преобразило атмосферу нашей планеты и проложило путь к возникновению сложной жизни. По мере того как жизнь, основанная на хлорофилле, развивалась, цветовой баланс изменился – в результате некогда фиолетовая Земля стала сине-зеленой, какой мы ее знаем сегодня.

По словам ученых, фотосинтез, фотосинтез, основанный на ретинале, больше не является доминирующей силой на нашей планете, однако существует вероятность, что он все еще существует где-то во Вселенной.