Vanaf het begin van twee miljard jaar geschiedenis van de aarde was de hoeveelheid zuurstof niet voldoende, maar wel rijk aan koolstofdioxide en methaan. De vroege vormen zijn in staat geweest om metabolische energie uit zonlicht te genereren met behulp van het ‘paarse’ pigment, daterend van vóór de evolutie van chlorofyl en fotosynthese. Het pigment dat retinaal wordt genoemd, zou, indien ontwikkeld, groen licht kunnen absorberen op dezelfde manier waarop de aarde rood en blauw licht absorbeert. Zoals gerapporteerd door Astrobiology van NASA en Earth.com, zag de Great Oxygenation Event ongeveer 2,4 miljard jaar geleden de overvloed aan vrije zuurstof in de atmosfeer stijgen, wat mogelijk te wijten is aan ‘cyanobacteriën’ waarvan wordt gezegd dat ze in staat zijn om fotosynthese uit te voeren. Onderzoekers suggereren nu dat het paarse pigmentretinaal mogelijk vóór chlorofyl verscheen.
Waardoor zag de aarde er paars uit vroege levensvormen
Wetenschappers geloven dat het vroegste leven op aarde zonlicht op een andere manier voor energie heeft gebruikt dan planten vandaag de dag. In plaats van cholorophyl vertrouwden deze vroege levensvormen mogelijk op het pigment retina, dat groen licht absorbeert, terwijl planten voornamelijk rood en blauw licht absorberen. Na 2,4 miljard jaar zag de aarde vrije zuurstof stijgen. Fotosynthetisch leven bestond echter al lang voordat deze zuurstoftoename plaatsvond, en wetenschappers begrijpen nog steeds niet volledig waarom het zo lang duurde om zuurstof op te bouwen. Sommige natuurlijke processen verwijderden zuurstof uit de atmosfeer, waardoor de verandering werd vertraagd. Onderzoekers suggereren nu dat retina mogelijk vóór chlorofyl is verschenen, waarbij beide pigmenten samen evolueerden en verschillende delen van zonlicht absorbeerden.Shiladitya DasSarma, hoogleraar moleculaire biologie aan de Universiteit van Maryland, en dr. Edward Schwieterman, een astrobioloog aan de Universiteit van Californië, hebben geïllustreerd dat beide pigmenten zijn geëvolueerd door zonlicht op verschillende golflengten te absorberen. “Op het netvlies gebaseerde fototrofe stofwisselingsprocessen komen nog steeds overal ter wereld voor, vooral in de oceanen, en vertegenwoordigen een van de belangrijkste bio-energetische processen op aarde”, zegt DasSarma.
Hoe de ‘paarse’ aarde groen werd
Het groene pigment dat ervoor zorgt dat planten er ‘groen’ en levendig uitzien is chlorofyl, en het allerbelangrijkste: het is de krachtpatser achter de fotosynthese, waardoor we zonlicht in energie kunnen omzetten. Omdat wordt aangenomen dat vroege vormen zuurstof in schaarse hoeveelheden bevatten en zonder chlorofyl, zou het niet hetzelfde zijn geweest als het nu bestaat. Dit absorbeert voornamelijk licht uit de rode en blauwe spectra, waardoor bladeren er groen uitzien. Hoewel de moderne plantenwetenschap afhankelijk is van chlorofyl, is het misschien niet de eerste keuze van de aarde; dat zou het netvlies kunnen zijn, dat waarschijnlijk aanwezig was toen men dacht dat zuurstof schaars was.Tijdens die periode van weinig zuurstof was er nog steeds overvloedig zonlicht om deze paarse microben van energie te voorzien, wat wijst op een andere, weelderige groene aarde dan wat we nu zien. Een van de meest prominente voorbeelden van een bacterie die groene golflengten absorbeert via het netvlies en rood en blauw reflecteert, wat resulteert in een opvallend paars uiterlijk, is de halobacterie die een opvallend paars uiterlijk produceert, bijvoorbeeld de Dode Zee. Sinds de ontwikkeling van andere organismen heeft het efficiëntere pigment chlorofyl hen in de loop van de tijd in staat gesteld zonlicht te oogsten. Dit zorgde er niet voor dat het leven op het netvlies verdween, maar het is niet langer een dominante kracht die de kleur van het oppervlak van de planeet bepaalt.
