Era la Vita sulla Terra primordiale Viola?

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Era la Vita sulla Terra primordiale Viola?

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Keith Cooper
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9 novembre, 2018 07:00 ET

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Abitabile di pianeti in cui la vita utilizza il viola-pigmentato retinico per fornire energia metabolica dalla luce del sole potrebbe avere come drop-off in luce verde quando visto spectroscopically.
Credit: NASA/Ames/JPL–Caltech

Prime forme di vita sulla Terra potrebbe essere stato in grado di generare energia metabolica dalla luce del sole utilizzando un viola-pigmentato molecola chiamata retina che forse precede l’evoluzione della clorofilla e la fotosintesi. Se la retina si è evoluto in altri mondi, si è potuto creare un distintivo biosignature in quanto assorbe la luce verde allo stesso modo che la vegetazione sulla Terra assorbe la luce rossa e blu.

L’atmosfera della terra non è sempre contenuta notevole quantità di ossigeno. Per i primi due miliardi di anni del nostro pianeta, la storia, l’atmosfera era ricca di anidride carbonica e metano, ma a circa 2,4 miliardi di anni fa, qualcosa è cambiato: il Grande Ossigenazione Evento che ha visto l’abbondanza di ossigeno libero nell’atmosfera un aumento drammatico. La causa di questo è pensato per essere cianobatteri, che sono in grado di effettuare la fotosintesi — la trasformazione della luce solare e l’anidride carbonica in energia metabolica per produrre zuccheri che alimentano processi vitali, e l’ossigeno come ‘rifiuti’ prodotto utilizzando un pigmento verde chiamato clorofilla.

Fotosintetico forme di vita non sono noti per avere esistevano prima della Grande Ossigenazione Evento (GOE) fino a 3,5 miliardi di anni fa, ma i vari concorrenti — e non del tutto capito — processi rinviato il GOE, tra cui geologico meccanismi che sono stati in grado di rimuovere l’ossigeno dall’atmosfera. Tuttavia, l’origine e l’evoluzione della fotosintesi via clorofilla rimane oscuro. Ora, Shiladitya DasSarma, che è Professore di biologia molecolare presso l’Università del Maryland, e il Dottor Edward Schwieterman, un astrobiologist presso l’Università di California, riva del fiume, hanno proposto l’idea che la retina ha anticipato la clorofilla, e che i due si è evoluta in tandem, assorbendo la luce a lunghezze d’onda complementare. [La Ricerca di Vita su Marte (Foto Timeline)]

“Retinica a base di phototrophic metabolismi sono ancora prevalenti in tutto il mondo, soprattutto negli oceani, e rappresentano uno dei più importanti processi bioenergetici sulla Terra,” DasSarma dice Astrobiology Magazine.

La clorofilla assorbe la luce con un picco di lunghezza d’onda 465nm e 665nm. Questo è il motivo per cui foglie sono verde, perché riflettono la luce verde, piuttosto che assorbire. Tuttavia, il Sole lo spettro di picchi a ~550nm, che comprende il giallo e il verde chiaro.

Un certo numero di proteine che assorbono la luce solare contiene una molecola di retina, tra cui una proteina chiamata la batteriorodopsina che assorbe la luce e il picco di 568nm, vicino alla lunghezza d’onda in cui la luce del Sole picchi, e più in particolare nell’intervallo di clorofilla non assorbe. “Questo è esattamente ciò che ci ha portato a pensare che i due pigmenti della retina e clorofilla di maggio si sono co-evoluti”, dice DasSarma, che sostiene che, poiché la retina è la più semplice molecola, sarebbe arrivato primo, con la clorofilla (che è più efficiente a trasformare la luce solare in energia metabolica) evoluzione in seguito, con il riempimento, diverse nicchie di mercato in termini di luce che assorbono.

Gli esperimenti hanno mostrato che la combinazione batteriorodopsina con una membrana della vescicola a formare l’equivalente di un biologico proto-cellula può effettivamente causare cattura e stoccaggio di luce in una cella. “Ha senso che questo era un antico evolutivo invenzione in concomitanza con l’evoluzione delle prime cellule,” dice DasSarma. “Utilizzando l’energia-trapping capacità della membrana cellulare, il potenziale di membrana [la differenza di potenziale elettrico tra l’interno e l’esterno della cellula, che permette alla cellula di fornire energia] può rappresentare uno dei più importanti motivi per cui le cellule sono le unità fondamentali della vita”. [10 Pianeti Che Potrebbero Ospitare Forme Di Vita Aliene]

Vegetazione terrestre contiene clorofilla, che assorbe la luce rossa e blu, e riflette e trasmette la luce verde, quindi, perché le foglie degli alberi appaiono di colore verde.
Credito: Arunchaitanya Mandalapu/Wikimedia Commons

Perché la vegetazione sulla Terra assorbe la luce rossa, ma riflette la luce a infrarossi, visione vegetazione utilizzando uno spettroscopio, rivela un drammatico tuffo nel riflesso di luce a lunghezze d’onda del rosso, una diminuzione improvvisa che è chiamato il ” bordo rosso.’ È stato suggerito che quando si sonda lo spettro della luce riflessa dal potenzialmente abitabili esopianeti, gli scienziati potrebbero cercare un bordo rosso del pianeta luce, che sarebbe un biosignature indicativo di vegetazione utilizzando la clorofilla, o la sua extraterrestre equivalente.

Curiosamente, dal momento della retina pigmenti che assorbono la luce verde e gialla, e riflettere o la trasmissione di luce rossa e blu, poi retina di vita basato sembrerebbe viola a colori. DasSarma e Schwieterman descrivere una tappa nella storia della Terra come ” Purple Terra.’ Perché la retina è una semplice molecola di clorofilla, quindi potrebbe essere più comunemente si trovano in forme di vita nell’Universo, e quindi un ‘green edge’ in un pianeta spettro potrebbe potenzialmente essere un biosignature di retina e di vita.

“Questo è un altro punto di riferimento in una libreria di potenziale biosignatures che siamo in grado di cercare altrove”, dice Schwieterman.

La ricerca è stata supportata dalla NASA Astrobiology attraverso il Exobiology & Biologia Evolutiva Programma, la NASA Astrobiology Institute (NAI) elemento della NASA Astrobiology Programma e il Nexus per Esopianeta la Scienza del Sistema (NExSS). NExSS è una ricerca della NASA coordinamento di rete supportati dalla NASA Astrobiology Programma. Questo elemento del programma è condiviso tra NASA Planetary Science Division (PSD) e l’Astrofisica Divisione.

Questa storia è stata fornita da Astrobiology Magazine, una pubblicazione online sponsorizzato dalla NASA astrobiology programma. Questa versione del racconto pubblicato su Space.com. Follow us @Spacedotcom o Facebook.

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