北京时间4月11日消息，据“生活科学”网站报道，美国近日研究显示，地球早期的原始
微生物利用一种不同于叶绿素的分子来进行光合作用，该分子导致这些微生物看起来呈紫色，并进一步使原始地球大陆显现出紫色。
叶绿素工作原理存疑
叶绿素是植物进行光合作用的主要化学物质，吸收太阳光中的蓝光和红光，反射绿光。叶绿素的这一特性使生物学家非常不解，因为绿光传输的太阳光能量最大。此外，通过长时间进化，人眼目前对绿光最为敏感，但叶绿素在进化中却没有获得这一良好特性。
马里兰大学
遗传生物学者希尔-达萨尔玛认为，在叶绿素出现之前，一种名为视黄醛的光合作用物质就已存在，这种物质目前在一些能进行光合作用的微生物体内仍然能够发现，例如盐杆菌。这种化学物质吸收绿光，反射红光和紫光。达萨尔玛认为，早期地球大陆被这种利用视黄醛进行光合作用的微生物统治。因此地球上生命力旺盛的地区都被紫色覆盖。
视黄醛竞争中失败
达萨尔玛表示，使用叶绿素进行光合作用的微生物最初完全无法与利用视黄醛的微生物竞争，于是它们在进化中充分利用了视黄醛“丢弃”掉的那部分红光和紫光能量，同时放弃绿光。马里兰空间望远镜科学研究所天文学家威廉-斯帕克斯协助了此次研究，他表示：“叶绿素只是被迫使用红光和蓝光，因为绿光全部被紫色生物给吸收了。”
研究人员认为，分别使用这两种物质进行光合作用的生物曾共存了一段时间，但是这一平衡在不久后被打破，因为叶绿素在光合作用中效率更高。斯帕克斯表示：“叶绿素虽然没有吸收能量最多的那部分阳光，但它能充分利用已吸收的阳光。”
猜测符合事实
达萨尔玛表示，这一构想目前还仅是初步猜测，但这一想法与视黄醛以及远古地球的许多情况相符。首先，视黄醛的结构比叶绿素简单，在氧气浓度较低的早期地球上容易被制造出来。此外，视黄醛的制造过程与脂肪酸类似，而脂肪酸是形成细胞的最重要物质之一。
据了解，盐杆菌是目前少数使用视黄醛进行光合作用的生物，这种微生物不仅仅是普通细菌，而是一种古生菌，它出现的年代地球上缺乏氧气。
不过，有科学家认为植物不利用阳光中的绿光部分有另外原因。美国宇航局阿姆斯研究中心科学家德斯-马莱斯表示，绿光的能量对植物是一把双刃剑，这就像人呼吸纯氧一样，会因此而中毒。（雅龙）
据国外媒体报道，美国科学家日前表示，在地球生命诞生的初期，地球并不像现在这样是一颗绿色的星球，而是呈现出紫色。这主要是因为当时的地球植物依靠分子而不是叶绿素来吸收太阳光，所以在光合作用时会反射出紫色的光线。
地球初期呈现紫色
美国马里兰州立大学微生物遗传学家希尔-达萨马称，叶绿素在植物进行光合作用时起着最核心的作用，它主要吸收太阳光中的蓝色和红色光波，然后反射出绿色的光线，这使得地球上绝大部分植物的叶子呈现出绿色。但通过对古代植物和大气环境的研究，科学家们却发现在地球生命诞生的初期，植物并不是依靠叶绿素来吸收太阳光并完成光合作用，而是依靠它们体内一种特定分子来实现这一过程。当植物分子吸收太阳光线后，就会产生出一种紫色的色素，这就会使得它们的叶子乃至整个地球都呈现出紫色。
科学家们解释认为，在地球诞生生命的初期，绝大多数植物都是以一种非常简单的状态存在。植物生长所必须的能量，也只能依靠最容易进化的简单分子来完成。在太阳散发出来的光能量中，绿色光线传播了它大部分的能量，这使得植物最容易吸收此类光线。当植物通过分子吸收绿色光线完成光合作用时，就会产生黑红色或者深紫的颜色。正是建立在这种分析和假设上，科学家们才最终断定地球早期是一个绿色的星球。其实，人类在长期的进化过程中也对绿色产生了适应感，这就是为什么夜晚他们在夜视镜中看任何物体均呈现出绿色。
叶绿素光合效率更高
希尔-达萨马说，“从化学结构上看，植物叶绿素是由4个连在一起的卟啉环组成的，其中间部位还含有一个镁原子，这就构成了它的头部，它的尾部是几乎完全饱和的炭氢叶绿醇，两部分构成完整的叶绿素分子。依据化学结构上的细微区别，叶绿素分为三种，分别是叶绿素a 、叶绿素b和叶绿素c。其中叶绿素a是主要的光合色素，存在于所有的光合放氧植物中，其它两种是辅助色素，分别存在于不同的植物门类中。除了叶绿素外，还有其它类型的光合色素，如胡萝卜素、藻胆素等，它们也是植物光合作用的辅助色素，植物的颜色取决于这几种色素的组合。”
植物通过分子吸收太阳能量，其光合作用的效率要远远低于目前的叶绿色。植物分子在吸收能量时，它们只能针对特定的光谱进行光合作用，而在目前所有的光合放氧植物中，几乎全部都有叶绿素a的存在，叶绿素a对太阳光有两个吸收高峰，分别是440纳米附近的蓝区和680纳米附近的红区，一个位于蓝光区域，一个位于紫光区域，但它对于处在500-600纳米之间的绿光吸收的甚少。叶绿素b的吸收高峰也是在蓝区和红区，分别为470纳米和650纳米。所以，对于地球植物而言，叶绿素进行光合作用的效率要远远高出植物分子。
有助寻找地外生命
美国太空望远镜科学研究所(STScI)专家内尔-雷德称，由于目前已经推测出地球早期可能呈现紫色，这就为科学家们在其它遥远的星球寻找地外生命提供了新的思路。人类在寻找地外生命时，不应该再局限于根据地球目前的特征来进行搜寻。对于许多处在初期或者进化阶段与地球不一致的星球，通过这种思维来寻找地外生命无疑会显得非常消极。
作者：
2007-4-21