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地球早期呈紫色 为微生物光合作用原料所致(图)

  【搜狐科学消息】北京时间4月11日消息,据“生活科学”网站报道,美国近日研究显示,地球早期的原始微生物利用一种不同于叶绿素的分子来进行光合作用,该分子导致这些微生物看起来呈紫色,并进一步使原始地球大陆显现出紫色。

  叶绿素工作原理存疑

  叶绿素是植物进行光合作用的主要化学物质,吸收太阳光中的蓝光和红光,反射绿光。叶绿素的这一特性使生物学家非常不解,因为绿光传输的太阳光能量最大。此外,通过长时间进化,人眼目前对绿光最为敏感,但叶绿素在进化中却没有获得这一良好特性。

  马里兰大学遗传生物学者希尔-达萨尔玛认为,在叶绿素出现之前,一种名为视黄醛的光合作用物质就已存在,这种物质目前在一些能进行光合作用的微生物体内仍然能够发现,例如盐杆菌。这种化学物质吸收绿光,反射红光和紫光。达萨尔玛认为,早期地球大陆被这种利用视黄醛进行光合作用的微生物统治。因此地球上生命力旺盛的地区都被紫色覆盖。

  视黄醛竞争中失败

  达萨尔玛表示,使用叶绿素进行光合作用的微生物最初完全无法与利用视黄醛的微生物竞争,于是它们在进化中充分利用了视黄醛“丢弃”掉的那部分红光和紫光能量,同时放弃绿光。马里兰空间望远镜科学研究所天文学家威廉-斯帕克斯协助了此次研究,他表示:“叶绿素只是被迫使用红光和蓝光,因为绿光全部被紫色生物给吸收了。”

  研究人员认为,分别使用这两种物质进行光合作用的生物曾共存了一段时间,但是这一平衡在不久后被打破,因为叶绿素在光合作用中效率更高。斯帕克斯表示:“叶绿素虽然没有吸收能量最多的那部分阳光,但它能充分利用已吸收的阳光。”

  猜测符合事实

  达萨尔玛表示,这一构想目前还仅是初步猜测,但这一想法与视黄醛以及远古地球的许多情况相符。首先,视黄醛的结构比叶绿素简单,在氧气浓度较低的早期地球上容易被制造出来。此外,视黄醛的制造过程与脂肪酸类似,而脂肪酸是形成细胞的最重要物质之一。

  据了解,盐杆菌是目前少数使用视黄醛进行光合作用的生物,这种微生物不仅仅是普通细菌,而是一种古生菌,它出现的年代地球上缺乏氧气。

  不过,有科学家认为植物不利用阳光中的绿光部分有另外原因。美国宇航局阿姆斯研究中心科学家德斯-马莱斯表示,绿光的能量对植物是一把双刃剑,这就像人呼吸纯氧一样,会因此而中毒。(雅龙)

(责任编辑:史少晨)
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