نظریه‌ای که تاریخ حیات را بازنویسی می‌کند؛ آیا زمین روزگاری بنفش بود؟

زهرا وجدانی؛ آیا زمین در گذشته‌ای دور به جای سبز، بنفش بوده است؟ برخی دانشمندان با بررسی نشانه‌های زیستی اولیه، فرضیه‌ای را مطرح کرده‌اند که نشان می‌دهد اولین موجودات فتوسنتزکننده روی زمین احتمالاً به رنگ بنفش بوده‌اند و نه سبز. این فرضیه که به «زمین بنفش» معروف است، بر اساس این ایده شکل گرفته که پیش از کلروفیل، مولکول ساده‌تری به نام رتینال وظیفه جذب نور خورشید را بر عهده داشته است.

تحقیقات ناسا و مطالعاتی که توسط پژوهشگران دانشگاه‌های کالیفرنیا و مریلند انجام شده، نشان می‌دهد که این مولکول می‌توانسته طیف خاصی از نور را جذب کند و موجوداتی که از آن استفاده می‌کردند، رنگی متمایز از سبز امروزی داشته باشند. این کشف نه‌تنها دیدگاه ما را درباره تاریخ تکامل حیات روی زمین تغییر می‌دهد، بلکه می‌تواند به جست‌وجوی حیات در سیارات دیگر نیز کمک کند.

اکنون این پرسش مطرح می‌شود که چگونه زمین از یک سیاره بنفش به دنیای سبز امروزی تبدیل شد؟ و آیا ممکن است سیارات دیگری وجود داشته باشند که در مرحله‌ای مشابه از تکامل قرار داشته باشند؟

فرضیه «زمین بنفش» مورد توجه دانشمندان قرار گرفته است

برخی دانشمندان معتقدند که نخستین اشکال حیات روی زمین ممکن است این سیاره را به جای رنگ سبز امروزی، به رنگ بنفش درآورده باشند.

این ایده که با نام فرضیه زمین بنفش شناخته می‌شود، پیشنهاد می‌کند که موجودات تک‌سلولی اولیه برای جذب نور خورشید به جای کلروفیل، از مولکول ساده‌تری استفاده می‌کردند.

بر اساس تحقیقات مورد حمایت ناسا، این مولکول رتینال بوده که به این میکروب‌ها رنگ بنفش متمایزی می‌بخشیده است. این مفهوم مورد بررسی ادوارد شویترمن، اخترزیست‌شناس از دانشگاه کالیفرنیا، ریورساید، و شیلادیتیا داس‌سرما، استاد دانشگاه مریلند، قرار گرفته است.

کلروفیل و نقش آن در حیات

کلروفیل همان رنگدانه‌ای است که باعث می‌شود گیاهان، جلبک‌ها و برخی باکتری‌ها به رنگ سبز دیده شوند. اما مهم‌تر از آن، کلروفیل موتور محرک فرایند فتوسنتز است که به گیاهان اجازه می‌دهد انرژی خورشید را جذب کرده و به مواد آلی تبدیل کنند.

بدون کلروفیل، اکسیژن جو زمین و زنجیره غذایی کنونی وجود نداشت. این مولکول بیشتر نور را از طیف‌های آبی و قرمز جذب کرده و نور سبز را منعکس می‌کند، به همین دلیل برگ‌ها سبز به نظر می‌رسند. کلروفیل درون کلروپلاست‌ها قرار دارد؛ ساختار‌های کوچکی در سلول‌های گیاهی که فرایند فتوسنتز در آنها رخ می‌دهد.

حیات اولیه و رنگی متفاوت

هرچند امروزه کلروفیل نقش اصلی را در فتوسنتز دارد، اما ممکن است اولین موجودات زنده روی زمین از آن استفاده نکرده باشند. دانشمندان معتقدند که رتینال، که از لحاظ ساختاری ساده‌تر از کلروفیل است، احتمالاً در دورانی که اکسیژن جو زمین اندک بوده، در فتوسنتز نقش داشته است.

در آن زمان، جو زمین مه‌آلود و کم‌اکسیژن بود، اما همچنان نور خورشید به اندازه کافی به سطح سیاره می‌رسید و امکان حیات برای این میکروب‌های بنفش‌رنگ را فراهم می‌کرد. بسیاری از این موجودات اولیه به گروه آرکئا تعلق داشتند که امروزه نیز در محیط‌های سخت زنده می‌مانند.

یکی از نمونه‌های شاخص این دسته، هالوباکتریوم است که یک میکروب بنفش بوده و در محیط‌های بسیار شور، مانند دریاچه نمک یوتا، زندگی می‌کند. با وجود نامش، این موجود باکتری نیست بلکه نوعی آرکئا محسوب می‌شود. این میکروب از رتینال برای جذب نور سبز و انعکاس نور قرمز و آبی استفاده می‌کند که در نهایت به رنگ بنفش دیده می‌شود.

چگونه زمین از بنفش به سبز تغییر کرد؟

با گذشت زمان، برخی از موجودات زنده تکامل یافته و رنگدانه مؤثرتری به نام کلروفیل را توسعه دادند که توانایی جذب نور در طول‌موج‌های قوی‌تری را داشت. این مزیت باعث شد که موجودات دارای کلروفیل در رقابت برای منابع انرژی موفق‌تر باشند.

این تغییر منجر به رویداد اکسیژنه شدن بزرگ شد که طی آن میزان اکسیژن در جو زمین به طور چشمگیری افزایش یافت. در نتیجه، میکروب‌های دارای رتینال دیگر غالب نبودند و موجودات کلروفیل‌دار گسترش یافتند و رنگ زمین از بنفش به سبز تغییر کرد.

جست‌وجوی حیات رنگی در سیارات دیگر

اخترزیست‌شناسان معتقدند که ممکن است در سیارات دیگر موجوداتی وجود داشته باشند که همچنان برای فتوسنتز از رتینال استفاده می‌کنند.

داس‌سرما می‌گوید: "اگر فرضیه زمین بنفش درست باشد و در گذشته زمین تحت سلطه ارگانیسم‌های بنفش بوده، این احتمال وجود دارد که بتوانیم سیاره‌ای دیگر را بیابیم که هنوز در مراحل اولیه تکامل خود قرار دارد. "

رنگ‌های بازتابی از این سیارات می‌توانند نشانه‌ای از وجود حیات باشند. ممکن است فتوسنتز مبتنی بر رتینال گامی اولیه در مسیر تکامل رنگدانه‌های پیچیده‌تر باشد.

جایگاه‌های بنفش امروزی روی زمین

اگرچه زمین امروزه عمدتاً سبز است، اما مناطقی مانند دریای مرده هنوز رنگ‌های بنفش خود را حفظ کرده‌اند. در این محیط‌های شور، میکروب‌های مقاوم مانند هالوباکتریوم به حیات خود ادامه می‌دهند.

مطالعه این مناطق به دانشمندان کمک می‌کند تا درک بهتری از حیات در شرایط سخت به دست آورند و احتمال وجود چنین موجوداتی را در دیگر سیارات بررسی کنند. همچنین، این پژوهش‌ها به توسعه ابزار‌هایی کمک می‌کنند که بتوانند نشانه‌های زیستی متفاوتی را شناسایی کنند.

در حال حاضر، گیاهان روی زمین لبه قرمز طیف نور را بازتاب می‌کنند، اما حیات مبتنی بر رتینال احتمالاً امضای طیفی متفاوتی دارد که در محدوده نور سبز قوی‌تر است.

با پیشرفت فناوری تلسکوپ‌ها، امکان مطالعه دقیق‌تر جو و سطح سیارات فراخورشیدی فراهم خواهد شد.

محققان امیدوارند که الگو‌های رنگی خاصی را بیابند که نشان‌دهنده فرایند‌های زیستی باشند، چه به شکل کلروفیل و چه ترکیباتی کاملاً متفاوت.

تأیید یک دوره زمین بنفش می‌تواند یادآور این نکته باشد که حیات مسیر‌های غیرمنتظره‌ای را طی می‌کند.

شویترمن می‌گوید: "این یافته یک نقطه مرجع دیگر در مجموعه امضا‌های زیستی بالقوه است که می‌توانیم در جست‌وجوی حیات در کیهان از آن استفاده کنیم. "

چرا فرضیه زمین بنفش مهم است؟

فرضیه زمین بنفش هنوز به اثبات نرسیده است، اما چشم‌انداز‌های جدیدی درباره تاریخ زمین و جست‌وجوی حیات در سیارات دیگر ارائه می‌دهد.

اگر نخستین فتوسنتزکنندگان روی زمین واقعاً به رنگ بنفش بوده‌اند، این امکان وجود دارد که رنگ مشابهی را در سیارات دیگر نیز مشاهده کنیم که از رتینال به عنوان رنگدانه اصلی خود استفاده می‌کنند.

این دیدگاه خلاقانه نشان‌دهنده انعطاف‌پذیری حیات در شرایط مختلف است و اهمیت جست‌وجوی نشانه‌هایی را برجسته می‌کند که ممکن است در نگاه نخست، نامرئی به نظر برسند.

این پژوهش‌ها نشان می‌دهند که حیات می‌تواند مسیر‌های غیرمنتظره‌ای را طی کند و لزوماً به شکل‌هایی که امروز روی زمین می‌بینیم، محدود نیست. مطالعات بیشتر و فناوری‌های پیشرفته‌تر در آینده می‌توانند ما را یک گام به پاسخ این پرسش نزدیک‌تر کنند: آیا در گوشه‌ای از کیهان، هنوز سیاراتی بنفش‌رنگ وجود دارند؟

انتهای پیام/