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

زهرا وجدانی؛ آیا زمین در قبل‌ای دور به جای سبز، بنفش بوده است؟ برخی دانشمندان با بازدید نشانه‌های زیستی اولیه، فرضیه‌ای را نقل کرده‌اند که مشخص می کند اولین موجودات فتوسنتزکننده روی زمین به گمان زیادً به رنگ بنفش بوده‌اند و نه سبز. این فرضیه که به «زمین بنفش» معروف است، بر پایه این ایده شکل گرفته که پیش از کلروفیل، مولکول ساده‌تری به نام رتینال ماموریت جذب نور خورشید را بر مسئولیت داشته است.

تحقیقات ناسا و مطالعاتی که توسط پژوهشگران دانشگاه‌های کالیفرنیا و مریلند انجام شده، مشخص می کند که این مولکول می‌توانسته طیف خاصی از نور را جذب کند و موجوداتی که از آن منفعت گیری می‌کردند، رنگی نزدیک از سبز امروزی داشته باشند. این کشف نه‌تنها دیدگاه ما را درمورد تاریخ تکامل حیات روی زمین تحول می‌دهد، بلکه می‌تواند به جست‌وجوی حیات در سیارات دیگر نیز پشتیبانی کند.

اکنون این سوال نقل می‌شود که چطور زمین از یک سیاره بنفش به دنیای سبز امروزی تبدیل شد؟ و آیا امکان پذیر سیارات فرد دیگر وجود داشته باشند که در مرحله‌ای شبیه از تکامل قرار داشته باشند؟

فرضیه «زمین بنفش» مورد دقت دانشمندان قرار گرفته است

برخی دانشمندان اعتقاد دارند که نخستین اشکال حیات روی زمین امکان پذیر این سیاره را به جای رنگ سبز امروزی، به رنگ بنفش درآورده باشند.

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

بر پایه تحقیقات مورد حمایتناسا، این مولکول رتینال بوده که به این میکروب‌ها رنگ بنفش متمایزی می‌بخشیده است. این مفهوم مورد بازدید 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 علتمی‌شود 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 جاری وجود نداشت. این مولکول زیاد تر نور را از طیف‌های آبی و قرمز جذب کرده و نور سبز را منعکس می‌کند، به همین علت 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 مهم را در فتوسنتز دارد، اما امکان پذیر اولین موجودات زنده روی زمین از آن منفعت گیری نکرده باشند. دانشمندان اعتقاد دارند که رتینال، که از لحاظ ساختاری ساده‌تر از کلروفیل است، به گمان زیادً در دورانی که اکسیژن جو زمین اندک بوده، در فتوسنتز نقش داشته است.

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

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

چطور زمین از بنفش به سبز تحول کرد؟

با گذشت زمان، برخی از موجودات زنده تکامل یافته و رنگدانه مؤثرتری به نام کلروفیل را گسترش دادند که توانایی جذب نور در طول‌موج‌های نیرومندتری را داشت. این مزیت علتشد که موجودات دارای کلروفیل در رقابت برای منبع های انرژی موفق‌تر باشند.

این تحول تبدیل اتفاقات اکسیژنه شدن بزرگ شد که طی آن مقدار 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 تحول کرد.

جست‌وجوی حیات رنگی در سیارات دیگر

اخترزیست‌شناسان اعتقاد دارند که امکان پذیر در سیارات دیگر موجوداتی وجود داشته باشند که هم چنان برای فتوسنتز از رتینال منفعت گیری می‌کنند.

داس‌سرما می‌گوید: “اگر فرضیه زمین بنفش درست باشد و در قبل زمین تحت سلطه ارگانیسم‌های بنفش بوده، این گمان وجود دارد که بتوانیم سیاره‌ای دیگر را بیابیم که تا این مدت در مرحله های اولیه تکامل خود قرار دارد. “

رنگ‌های بازتابی از این سیارات می‌توانند نشانه‌ای از وجود حیات باشند. امکان پذیر 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 همانند دریای مرده تا این مدت رنگ‌های بنفش خود را نگه داری کرده‌اند. در این محیط‌های شور، میکروب‌های مقاوم همانند هالوباکتریوم به حیات خود ادامه خواهند داد.

مطالعه این مناطق به دانشمندان پشتیبانی می‌کند تا فهمیدن بهتری از حیات در شرایط سخت به دست آورند و گمان وجود این چنین موجوداتی را در دیگر سیارات بازدید کنند. این چنین، این پژوهش‌ها به گسترش ابزار‌هایی پشتیبانی می‌کنند که بتوانند نشانه‌های زیستی متغیری را شناسایی کنند.

اکنون، گیاهان روی زمین لبه قرمز طیف نور را بازتاب می‌کنند، اما حیات مبتنی بر رتینال به گمان زیادً امضای طیفی متغیری دارد که در محدوده نور سبز نیرومندتر 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.

قبول یک دوره زمین بنفش می‌تواند یادآور این مسئله 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 منفعت گیری کنیم. “

چرا فرضیه زمین بنفش مهم است؟

فرضیه زمین بنفش تا این مدت به اثبات نرسیده است، اما چشم‌انداز‌های جدیدی درمورد تاریخ زمین و جست‌وجوی حیات در سیارات دیگر اراعه می‌دهد.

اگر نخستین فتوسنتزکنندگان روی زمین واقعاً به رنگ بنفش بوده‌اند، این امکان وجود دارد که رنگ شبیهی را در سیارات دیگر نیز مشاهده کنیم که از رتینال به گفتن رنگدانه مهم خود منفعت گیری می‌کنند.

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

این پژوهش‌ها نشان خواهند داد که حیات می‌تواند مسیر‌های غیرمنتظره‌ای را طی کند و لزوماً به شکل‌هایی که امروز روی زمین می‌بینیم، محدود نیست. مطالعات زیاد تر و فناوری‌های گسترش یافتهتر در آینده می‌توانند ما را یک قدم به جواب این سوال نزدیک‌تر کنند: آیا در گوشه‌ای از کیهان، تا این مدت سیاراتی بنفش‌رنگ وجود دارند؟

انتهای مطلب/