新浪科技消息,北京时间4月11日消息,据国外媒体报道,美国科学家日前表示,在地球生命诞生的初期,地球并不像现在这样是一颗绿色的星球,而是呈现出紫色。这主要是因为当时的地球植物依靠分子而不是叶绿素来吸收太阳光,所以在光合作用时会反射出紫色的光线。 地球初期呈现紫色 美国马里兰州立大学微生物遗传学家希尔-达萨马称,叶绿素在植物进行光合作用时起着最核心的作用,它主要吸收太阳光中的蓝色和红色光波,然后反射出绿色的光线,这使得地球上绝大部分植物的叶子呈现出绿色。但通过对古代植物和大气环境的研究,科学家们却发现在地球生命诞生的初期,植物并不是依靠叶绿素来吸收太阳光并完成光合作用,而是依靠它们体内一种特定分子来实现这一过程。当植物分子吸收太阳光线后,就会产生出一种紫色的色素,这就会使得它们的叶子乃至整个地球都呈现出紫色。 科学家们解释认为,在地球诞生生命的初期,绝大多数植物都是以一种非常简单的状态存在。植物生长所必须的能量,也只能依靠最容易进化的简单分子来完成。在太阳散发出来的光能量中,绿色光线传播了它大部分的能量,这使得植物最容易吸收此类光线。当植物通过分子吸收绿色光线完成光合作用时,就会产生黑红色或者深紫的颜色。正是建立在这种分析和假设上,科学家们才最终断定地球早期是一个绿色的星球。其实,人类在长期的进化过程中也对绿色产生了适应感,这就是为什么夜晚他们在夜视镜中看任何物体均呈现出绿色。 叶绿素光合效率更高 希尔-达萨马说,“从化学结构上看,植物叶绿素是由4个连在一起的卟啉环组成的,其中间部位还含有一个镁原子,这就构成了它的头部,它的尾部是几乎完全饱和的炭氢叶绿醇,两部分构成完整的叶绿素分子。依据化学结构上的细微区别,叶绿素分为三种,分别是叶绿素a 、叶绿素b和叶绿素c。其中叶绿素a是主要的光合色素,存在于所有的光合放氧植物中,其它两种是辅助色素,分别存在于不同的植物门类中。除了叶绿素外,还有其它类型的光合色素,如胡萝卜素、藻胆素等,它们也是植物光合作用的辅助色素,植物的颜色取决于这几种色素的组合。” 植物通过分子吸收太阳能量,其光合作用的效率要远远低于目前的叶绿色。植物分子在吸收能量时,它们只能针对特定的光谱进行光合作用,而在目前所有的光合放氧植物中,几乎全部都有叶绿素a的存在,叶绿素a对太阳光有两个吸收高峰,分别是440纳米附近的蓝区和680纳米附近的红区,一个位于蓝光区域,一个位于紫光区域,但它对于处在500-600纳米之间的绿光吸收的甚少。叶绿素b的吸收高峰也是在蓝区和红区,分别为470纳米和650纳米。所以,对于地球植物而言,叶绿素进行光合作用的效率要远远高出植物分子。 有助寻找地外生命 美国太空望远镜科学研究所(STScI)专家内尔-雷德称,由于目前已经推测出地球早期可能呈现紫色,这就为科学家们在其它遥远的星球寻找地外生命提供了新的思路。人类在寻找地外生命时,不应该再局限于根据地球目前的特征来进行搜寻。对于许多处在初期或者进化阶段与地球不一致的星球,通过这种思维来寻找地外生命无疑会显得非常消极。 |