نه آبی نه سبز؛ زمین ما بیش از ۲٫۴ میلیارد سال پیش بنفش بوده است

اگر امروز از فضا به زمین نگاه کنیم، سیاره‌مان مانند گوی آبی رنگ با ابرهای سفید نازک و خشکی‌هایی به رنگ سبز و قهوه‌ای به‌نظر می‌رسد. اما در دوران ابتدایی عمر زمین، ممکن هست این سیاره نه آبی و سبز، بلکه دارای رنگ‌هایی بنفش و ارغوانی بوده باشد. این ایده با نام «فرضیه‌ی زمین بنفش» شناخته خواهد گردید و نخستین بار توسط پروفسور شیلالدیتیا داس‌سارما، زیست‌شناس مولکولی از دانشگاه مریلند، و دکتر ادوارد شویتِرمن، زیست‌اخترشناس از دانشگاه کالیفرنیا در ریورساید، مطرح گردید.

براساس فرضیه زمین بنفش، زندگی فتوسنتزی اولیه روی زمین ممکن سبز نبوده، بلکه بنفش بوده هست. اگر چنین بوده باشد، اقیانوس‌های زمین در آن زمان پر از میکروب‌های بنفش بسیار ریز بوده‌اند که رنگی ارغوانی و ملایم به سیاره می بخشیدند.

بیشتر موجودات فتوسنتزی امروزی، از درختان گرفته تا باکتری‌های دریایی، به خاطر داشتن رنگدانه‌ای به نام کلروفیل سبزند. کلروفیل حدوداً همه رنگ‌های نور مرئی را جذب انجام می‌دهد و فقط نور سبز را بازتاب می‌دهد، به همین خاطر گیاهان برای چشم ما سبز دیده می‌شوند. با‌این‌حال، عجیب هست که نور سبز یکی از پُرانرژی‌ترین بخش‌های نور خورشید هست و طول موجی حدود ۵۰۰ نانومتر دارد، اما گیاهان آن را استفاده نمی‌کنند. چرا تکامل چنین مسیری را طی کرده هست؟ پاسخ ممکن هست در دوران پیش از وجود اکسیژن در جوّ زمین نهفته باشد. در آن زمان، جوّ زمین پر از دی‌اکسیدکربن و متان قرار دارای بود و زندگی بیشتر در اقیانوس‌ها جریان دارای بود.

طبق فرضیه‌ی زمین بنفش، بسیاری از میکروب‌های آن زمان به جای کلروفیل از رنگدانه‌ای ساده‌تر به نام رتینال استفاده می‌کردند. رتینال بر خلاف کلروفیل، نور سبز را جذب و رنگ بنفش را بازتاب می‌دهد. چندین از میکروب‌ها هنوز هم از این مولکول استفاده می‌کنند، مثل هالوباکتریا که در محیط‌های شور و کم‌اکسیژن زندگی می‌کنند و غشایی بنفش‌رنگ دارند.

به‌نوشته‌ی وب‌سایت آی‌اف‌ال ساینس، ازآن‌جا که رتینال ازنظر شیمیایی ساده‌تر از کلروفیل هست، ممکن هست یکی از نخستین مولکول‌های جذب‌کننده‌ی نور در تاریخ زمین بوده باشد. در آن دوران، سطح اکسیژن پایین قرار دارای بود، اما برای موجوداتی که از رتینال استفاده می‌کردند، این مسئله اهمیتی نداشت. اگر اقیانوس‌های اولیه پر از چنین میکروب‌هایی بوده باشند، شاید کل سیاره از فضا به رنگ ارغوانی دیده می‌شده هست.

با گذشت زمان، تکامل راه‌های جدیدی برای استفاده از نور خورشید پیدا کرد. ازآنجا 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 انجام می‌دهد و نور سبز را بازتاب می‌دهد. بنابراین، زندگی سبزرنگ شروع به گسترش کرد.

حدود ۲٫۴ میلیارد سال پیش، در رویدادی که به «رخداد اکسیژنی بزرگ» معروف هست، سیانوباکتری‌های دارای کلروفیل بر زمین مسلط شدند. این میکروب‌های سبزرنگ هنگام فتوسنتز اکسیژن آزاد می‌کردند و جوّ زمین را دگرگون کردند، به طوری که امکان پیدایش حیات پیچیده‌تر فراهم گردید. از آن زمان به بعد، زمین بنفش جای خود را به زمین سبز و آبی امروزی داد. امروزه فتوسنتز بر پایه‌ی رتینال دیگر نقش اصلی در زمین ندارد، اما ممکن هست در سیارات دیگر هنوز وجود داشته باشد.

اخترشناسان هنگام جستجوی نشانه‌های حیات در سیارات دور، معمولاً به دنبال ردّ نوری سبزرنگی هستند که نشانگر کلروفیل هست، زیرا حدوداً همه‌ی زندگی روی زمین به آن وابسته هست. با‌این‌حال، فرضیه‌ی زمین بنفش یادآور این موضوع هست که زندگی همواره سبز نیست و تحت شرایط متفاوت ممکن هست بنفش، نارنجی، قرمز یا حتی به رنگ‌هایی نامرئی برای چشم انسان باشد. شاید در سیارات دیگر، زندگی اصلاً بر پایه‌ی نور و فتوسنتز نباشد، بلکه بر اساس فرایندهایی به‌طور کامل متفاوت شکل گرفته باشد. بنابراین، در جستجوی حیات در جهان، نمی‌شود فقط به دنبال رنگ سبز باشیم، زیرا زندگی امکان داردد در هر رنگ و شکلی پدیدار شود.