نه آبی نه سبز؛ زمین بیش از ۲٫۴ میلیارد سال پیش بنفش بوده است
دانشمندان میگویند زمین در نخستین دورانهای شکلگیری خود ممکن است نه آبی و سبز مانند امروز، بلکه در هالهای از رنگ بنفش دیده میشده است.
اگر امروز از فضا به زمین نگاه کنیم، سیارهمان مانند گوی آبیرنگی با ابرهای سفید نازک و خشکیهایی به رنگ سبز و قهوهای دیده میشود، اما در دوران ابتدایی عمر زمین، ممکن است این سیاره نه آبی و سبز، بلکه دارای رنگهایی بنفش و ارغوانی بوده باشد.
این ایده با نام «فرضیه زمین بنفش» (Purple Earth Hypothesis) شناخته میشود و نخستینبار توسط شیلالدیتیا داسسارما (Shiladitya DasSarma)، زیستشناس مولکولی از دانشگاه آمریکایی مریلند (University of Maryland) و ادوارد شویترمن (Edward Schwieterman)، زیستاخترشناس از دانشگاه آمریکایی کالیفرنیا در ریورساید (University of California, Riverside) مطرح شد.
براساس فرضیه زمین بنفش، زندگی فتوسنتزی اولیه روی زمین ممکن است سبز نبوده، بلکه بنفش بوده باشد. اگر چنین بوده باشد، اقیانوسهای زمین در آن زمان پر از میکروبهای بنفش بسیار ریزی بودهاند که رنگی ارغوانی و ملایم به سیاره میبخشیدند.
بیشتر موجودات فتوسنتزی امروزی، از درختان گرفته تا باکتریهای دریایی، به دلیل داشتن رنگدانهای به نام کلروفیل (Chlorophyll) سبزند. کلروفیل تقریبا همه رنگهای نور مرئی را جذب میکند و تنها نور سبز را بازتاب میدهد، به همین دلیل گیاهان برای چشم انسان سبز دیده میشوند. بااینحال، نور سبز یکی از پرانرژیترین بخشهای نور خورشید است و طول موجی در حدود ۵۰۰ نانومتر دارد، اما گیاهان از آن استفاده نمیکنند. دلیل این موضوع ممکن است در دوران پیش از وجود اکسیژن در جو زمین نهفته باشد. در آن زمان، جو زمین سرشار از دیاکسیدکربن و متان بود و بیشتر زندگی در اقیانوسها جریان داشت.
طبق فرضیه زمین بنفش، بسیاری از میکروبهای آن دوران به جای کلروفیل از رنگدانهای سادهتر به نام رتینال (Retinal) استفاده میکردند. رتینال بر خلاف کلروفیل، نور سبز را جذب و رنگ بنفش را بازتاب میدهد. برخی از میکروبها هنوز هم از این مولکول استفاده میکنند، مانند هالوباکتریا (Halobacteria) که در محیطهای شور و کماکسیژن زندگی میکنند و غشایی بنفشرنگ دارند.
از آنجا که رتینال از نظر شیمیایی سادهتر از کلروفیل است، ممکن است یکی از نخستین مولکولهای جذبکننده نور در تاریخ زمین بوده باشد. در آن دوران، سطح اکسیژن پایین بود، اما برای موجوداتی که از رتینال استفاده میکردند، این مسئله اهمیتی نداشت. اگر اقیانوسهای اولیه پر از چنین میکروبهایی بوده باشند، احتمالاً کل سیاره از فضا به رنگ ارغوانی دیده میشده است.
با گذشت زمان، تکامل راههای تازهای برای بهرهگیری از نور خورشید پدید آورد. از آنجا که میکروبهای دارای رتینال بیشتر نور سبز را جذب کرده بودند، موجودات تازهای که برای بقا به فتوسنتز نیاز داشتند، مجبور شدند از رنگهای دیگر، یعنی نور آبی و قرمز، استفاده کنند. به این ترتیب، کلروفیل پدید آمد. کلروفیل نورهای آبی و قرمز را برای تولید انرژی جذب میکند و نور سبز را بازتاب میدهد. در نتیجه، زندگی سبزرنگ روی زمین آغاز به گسترش کرد.
حدود ۲٫۴ میلیارد سال پیش، در رویدادی که به «رخداد اکسیژنی بزرگ» (Great Oxidation Event) شناخته میشود، سیانوباکتریهای دارای کلروفیل بر زمین مسلط شدند. این میکروبهای سبزرنگ هنگام فتوسنتز، اکسیژن آزاد میکردند و جوّ زمین را دگرگون کردند و شرایط را برای پیدایش حیات پیچیدهتر فراهم ساختند. از آن زمان، زمین بنفش جای خود را به زمین سبز و آبی امروزی داد. امروزه فتوسنتز بر پایه رتینال دیگر نقش اصلی در زمین ندارد، اما ممکن است در سیارههای دیگر هنوز وجود داشته باشد.
اخترشناسان هنگام جستوجوی نشانههای حیات در سیارههای دور، معمولا به دنبال رد نوری سبزرنگ هستند که نشانه وجود کلروفیل است، زیرا تقریبا همه حیات روی زمین به آن وابسته است. بااینحال، فرضیه زمین بنفش یادآور میشود که زندگی همیشه سبز نیست و در شرایط متفاوت ممکن است بنفش، نارنجی، قرمز یا حتی به رنگهایی نامرئی برای چشم انسان باشد. در نتیجه، در جستوجوی حیات در جهان، نباید تنها به دنبال رنگ سبز باشیم، زیرا زندگی میتواند در هر رنگ و شکلی پدیدار شود.