Zemlja nije oduvijek bila “plavi planet.”
Danas Zemlja iz svemira izgleda kao plava kugla prekrivena oblacima i prošarana kopnima u nijansama zelene i smeđe. No u najranijem razdoblju svoje povijesti možda je izgledala posve drukčije, u tonovima blage ljubičaste.
Tako glasi takozvana hipoteza ljubičaste Zemlje, koju su prvi iznijeli profesor molekularne biologije Shiladitya DasSarma sa Sveučilišta u Marylandu i astrobiolog Edward Schwieterman sa Sveučilišta Kalifornije u Riversideu.
Prema toj hipotezi, prvi fotosintetski organizmi na Zemlji možda nisu bili zeleni poput današnjih biljaka i algi, nego ljubičasti. Ako je to bilo tako, oceani su mogli biti ispunjeni mikroorganizmima čije su ljubičaste membrane davale planetu blagi, gotovo pastelni sjaj.
Kada je svjetlost bila ljubičasta
Danas su gotovo svi organizmi koji koriste fotosintezu, od drveća Amazone do sitnih cijanobakterija u oceanima, zeleni zbog pigmenta klorofila. On apsorbira gotovo sve valne duljine vidljive svjetlosti osim zelene, koju odbija i zbog koje priroda ima svoju prepoznatljivu boju.
Zanimljivo je da je upravo zelena svjetlost, s valnom duljinom od oko 500 nanometara, jedan od energetski najbogatijih dijelova Sunčeva spektra. Zašto bi evolucija izabrala pigment koji tu svjetlost odbija umjesto da je iskorištava?
Prije nego što se u atmosferi pojavio kisik, Zemlja je bila obavijena slojem ugljikova dioksida i metana, a život u oceanima možda se oslanjao na jednostavniji pigment, retinal.
Pigment koji vraća ljubičastu svjetlost
Za razliku od klorofila, retinal apsorbira zelenu svjetlost i reflektira ljubičastu. Taj pigment i danas koriste neke arheje, primjerice halobakterije koje uspijevaju u slanim, kisikom siromašnim okolišima i imaju karakteristične ljubičaste membrane.
Budući da je retinal kemijski jednostavniji od klorofila, DasSarma i Schwieterman drže da je mogao biti jedna od prvih molekula koje su prikupljale Sunčevu energiju. U ranom razdoblju Zemlja je imala vrlo malo kisika, što nije smetalo organizmima koji su koristili retinalnu fotosintezu. Ako su takvi mikrobi prekrivali oceane, Zemlja je mogla izgledati kao blago ljubičasti svijet.
Evolucija je zatim pronašla nove načine iskorištavanja svjetlosti. Kako su retinalni mikrobi već “zauzeli” zelenu valnu duljinu, drugi su organizmi morali iskoristiti ono što je preostalo – plavi i crveni dio spektra. Tako se razvila fotosinteza temeljena na klorofilu, koja je otvorila novo poglavlje u povijesti života.
Prije otprilike 2,4 milijarde godina dogodio se Veliki oksidacijski događaj. Cijanobakterije bogate klorofilom počele su prevladavati, a njihov nusproizvod, kisik, postupno je promijenio atmosferu i omogućio razvoj složenih organizama.
Kako su se zeleni oblici života širili, stara se paleta boja preokrenula. Ljubičasti svijet pretvorio se u plavozeleni planet koji danas poznajemo.
Fotosinteza temeljena na retinalu danas više nema važnu ulogu na Zemlji, ali bi mogla postojati drugdje u svemiru. Astronomi koji traže naseljive planete obično traže tragove klorofila, zeleni spektar koji označava život kakav poznajemo.
No hipoteza ljubičaste Zemlje podsjeća da život ne mora uvijek biti zelen. U drugim uvjetima mogao bi biti ljubičast, narančast ili crven, ili se oslanjati na valne duljine koje su oku potpuno nevidljive. A možda svjetlost uopće nije presudna, možda postoje svjetovi u kojima je život izgrađen na procesima posve drukčijima od fotosinteze.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
