地球刚开始可能是紫色的?
2019-06-03 10:12:52    中国红领巾
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  同学们知道,这张图是什么意思吗?
  
  没错,就是植物进行光合作用,吸收二氧化碳,释放氧气的图解。
  
  大部分植物是绿色的,因为它们含有叶绿素,叶绿素主要吸收可见光中的红光和蓝光,但不吸收绿光,所以绿光可以穿透叶绿素或者反射出去,这就是叶子是绿色的原因。
 
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  那么,为什么植物要抛弃绿光,而不是红光、紫光、黄光、蓝光呢?
  
  许多科学家对此百思不得其解,因为太阳发出的可见光中,能量最高的部分集中在绿光的波段,不利用绿光反而去利用能量更少的蓝光和红光,这太奇怪了吧。
  
  美国生物学家Shil  DasSarma也有这个疑问,然后他想出了一个惊天的解释——
  
  因为地球上最早开始光合作用的生物其实是喜欢绿光的,因此一开始地球不是绿色的,而是紫色的。
 
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  等等,这是啥意思?紫色的地球?
  
  没错,这就是“紫色地球假说”。
  
  DasSarma 认为,其实地球上第一批学会光合作用的生物根本不是绿色的,而是紫色的,因为它们用来进行光合作用的物质不是叶绿素,而是一种叫做视黄醛(quán)的物质。
  
  视黄醛是什么?
  
  它是一种古老的色素,还可以吸收太阳能。
  
  但是,任何脊椎动物都无法直接合成视黄醛,必须要靠吃别的含有视黄醛的生物,或者吃一些胡萝卜素来合成。
  
  那么,能够自己制造视黄醛的生物是谁呢?
  
  目前地球上能直接制造视黄醛的是一种叫做盐杆菌的古菌。
  
  这种古菌的细胞膜,也就是它的“皮肤”是深紫色的,里面充满了视黄醛。
  
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盐杆菌菌落
  
  盐杆菌能利用阳光中能量最多的绿光,而且还可以生活在极端环境里,这意味着,或许它们就是地球上最早利用光能的生物。
  
  既然盐杆菌喜欢绿光不要红光和紫光,那么后来出现的光合作用生物没法用绿光,就被迫只能用别人不要的红光和紫光了。
  
  这说的就是叶绿素。
  
  那么为什么后来地球上都是绿色植物了呢?
  
  这可能是因为,盐杆菌虽然能进行光合作用,但是它们光合作用却不能产生氧气(不产氧光合作用)。
  
  另外,盐杆菌根本不喜欢氧气,太多的氧气使它窒息。
  
  所以出现了能产生氧气的叶绿素之后,大量的盐杆菌就逐渐被越来越多的氧气“毒”死了。
 
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  更关键的是,叶绿素虽然用的是阳光中能量较少的红光和蓝光,它的能量转化效率却很高,所以后来的生物大都采用叶绿素,而不是视黄醛进行光合作用了。
  
  当然了,“紫色地球假说”还很年轻,能支持它的证据还很少。
  
  但是对于搜寻外星生命来说,“紫色地球假说”却有重大的意义。
  
  比如在没有氧气的火星上或许也存在着类似于盐杆菌的生命,它们利用绿光进行光合作用。
  
  同学们,科学假说是一种思维方法,它可以帮助我们去拓展更多的可能性。
  
  同学们也要学着大胆假设、科学求证哦!
  
  来源: 中科院物理所

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