Hypotéza Fialové Země - Purple Earth hypothesis

Fialová kultura (vlevo) a membrána (vpravo) haloarchaea

The Hypotéza Fialové Země je astrobiologické hypotéza, že fotosyntetické formy života rané Země byly sítnice - spíše než chlorofyl - na základě, takže Země vypadá spíše fialová než zelená.[1][2] Příkladem organismů založených na sítnici, které dnes existují, jsou souhrnně nazývány fotosyntetické mikroby Haloarchaea.[3] Mnoho haloarchaea obsahuje ve své fialové membráně retinální protein, bakteriorhodopsin, který provádí čerpání protonů řízené světlem, generuje gradient proton-motiv přes buněčnou membránu a řídí syntézu ATP. Haloarchaeal fialová membrána představuje jeden z nejjednodušších známých bioenergetických systémů pro získávání světelné energie.

Fialová membrána obsahující sítnici vykazuje jediný vrchol absorpce světla se středem v zeleno-žluté energeticky bohaté oblasti slunečního spektra, což umožňuje přenos červeného a zeleného světla a vede k tmavě fialové barvě.[4] Chlorofylové pigmenty naopak absorbují červené a modré světlo, ale malé nebo žádné zelené světlo, což vede k charakteristické zelené barvě rostlin, sinic a fotosyntetických membrán. Mikroorganismy s fialovými a zelenými pigmenty často koexistují ve stratifikovaných komunitách, kde mohou využívat doplňkové oblasti slunečního spektra.

Jednoduchost haloarchaealních retinálních pigmentů ve srovnání se složitější fotosyntetickou membránou na bázi chlorofylu, jejich asociace s isoprenoidními lipidy v buněčné membráně, stejně jako objev komponent archaealní membrány ve starověkých sedimentech na počátku Země jsou v souladu s časným výskytem forem života s fialovou membránou před zelenou fotosyntézou. Koexistence fialového a zeleného pigmentu obsahujícího mikroorganismy v mnoha prostředích naznačuje jejich společný vývoj. Astrobiologové navrhli, že pigmenty sítnice mohou sloužit jako vzdálené biosignatury ve výzkumu exoplanet.[5]

Viz také

Reference

  1. ^ DasSarma, Shiladitya; Schwieterman, Edward W. (11. října 2018). „Časný vývoj fialových pigmentů sítnice na Zemi a důsledky pro biosignatury exoplanet“. International Journal of Astrobiology: 1–10. arXiv:1810.05150. Bibcode:2018arXiv181005150D. doi:10.1017 / S1473550418000423. ISSN  1473-5504.
  2. ^ Sparks, William B .; DasSarma, S .; Reid, I.N. (prosinec 2006). „Evoluční soutěž mezi primitivními fotosyntetickými systémy: existence rané fialové Země?“. Zasedání abstraktů americké astronomické společnosti. 38: 901. Bibcode:2006AAS ... 209.0605S.
  3. ^ DasSarma, Shiladitya (2007). "Extrémní mikroby". Americký vědec. 95 (3): 224. doi:10.1511/2007.65.224. ISSN  0003-0996.
  4. ^ Stoeckenius, Walther (1976). „Purpurová membrána solí milujících bakterií“. Scientific American. 234 (6): 38–47. Bibcode:1976SciAm.234f..38S. doi:10.1038 / scientificamerican0676-38. ISSN  0036-8733. JSTOR  24950370. PMID  935845.
  5. ^ Schwieterman, Edward W .; Kiang, Nancy Y .; Parenteau, Mary N .; Harman, Chester E .; DasSarma, Shiladitya; Fisher, Theresa M .; Arney, Giada N .; Hartnett, Hilairy E .; Reinhard, Christopher T. (1. června 2018). „Exoplanetové biologické podpisy: recenze vzdáleně detekovatelných známek života“. Astrobiologie. 18 (6): 663–708. arXiv:1705.05791. Bibcode:2018AsBio..18..663S. doi:10.1089 / ast.2017.1729. ISSN  1531-1074. PMC  6016574. PMID  29727196.

externí odkazy