Новое исследование, опубликованное в журнале International Journal of Astrobiology при поддержке NASA, предполагает, что более двух миллиардов лет назад наша планета могла светиться фиолетовым. Эта гипотеза базируется на том, что ранние формы жизни использовали не хлорофилл, как современные растения, а другую молекулу — ретиналь.
В отличие от хлорофилла, который отражает зеленый свет, ретиналь поглощает зеленый и отражает красный и синий. Когда многие микроорганизмы использовали ретиналь для фотосинтеза, Земля могла приобретать фиолетовый оттенок. Эти микроорганизмы принадлежали преимущественно к группе архей, в частности к виду гало-бактерий, которые до сих пор существуют в чрезвычайно соленых средах, таких как Мертвое море.
До Великого кислородного события, которое произошло более двух миллиардов лет назад, атмосфера Земли имела низкий уровень кислорода. В таких условиях фотосинтез на основе ретиналя был более эффективным, чем основанный на хлорофилле. Прямых ископаемых доказательств этой фазы нет, но ученые исследуют современные археи, которые предоставляют биохимические подсказки о древних метаболических процессах. Эти одноклеточные организмы приспособлены к средам с низким содержанием кислорода и поглощают свет в другом спектре, что согласуется со свойствами ретиналя.
Это означает, что цвет Земли в прошлом был не просто оптическим эффектом, а результатом доминирования другой биологической системы. Лишь после повышения уровня кислорода хлорофилловые организмы начали преобладать, и планета приобрела знакомый зеленый вид.
Хотя хлорофилл сейчас является основным пигментом фотосинтеза, ретинальные системы не исчезли полностью. Гало-бактерии и подобные виды до сих пор существуют в обособленных экосистемах, сохраняя древний метаболизм. Учитывая современные климатические изменения и нестабильность экосистем, ученые предполагают, что при определенных условиях, например при снижении уровня кислорода, жизнь на основе ретиналя может снова активизироваться. В статье прямо указано: «ответ — да».
Если фотосинтез на основе ретиналя когда-то процветал на Земле, он может существовать и на других планетах, которые еще не пережили собственную кислородную революцию. Эта теория уже влияет на направление исследований NASA в сфере астробиологии. Профессор Шиладитья ДасСарма объясняет, что NASA формирует команды ученых и инженеров для совершенствования телескопов и анализа световых сигналов от далеких планет. Если ретинальная жизнь отражает красный и синий, поглощая зеленый, то слабый фиолетовый оттенок на другом мире может стать ранним признаком жизни.
Такие тонкие различия в цвете планет — независимо от того, вызваны ли они хлорофиллом, ретиналем или другими молекулами — могут стать важными биосигнатурами. Как отмечают исследователи, эта идея открывает новый взгляд на прошлое Земли и может проложить путь к открытиям далеко за пределами нашей Солнечной системы.