紫色地球假说

紫色地球假说是一种天体生物学假说，认为早期地球的光合生命形式是基于更简单的分子视网膜而不是更复杂的叶绿素，这使得地球呈现紫色而不是绿色。 今天存在的基于视网膜的生物的一个例子是统称为盐古菌的光合微生物。 许多 Haloarchaea 在其紫色膜中含有视网膜蛋白细菌视紫红质，该蛋白进行光驱动质子泵送，在细胞膜上产生质子动力梯度并驱动 ATP 合成。 haloarchaeal 紫色膜构成了已知最简单的用于收集光能的生物能量系统之一。

含有视黄醛的紫色膜显示出以太阳光谱的绿黄色能量丰富区域为中心的单个光吸收峰，但允许红色和蓝色光透射，从而产生深紫色。 相反，叶绿素色素吸收红光和蓝光，但很少或不吸收绿光，这导致植物、蓝细菌和光合膜呈现出特有的绿色。 具有紫色和绿色色素的微生物经常共存于分层群落中，在那里它们可以利用太阳光谱的互补区域。

与更复杂的基于叶绿素的光合膜相比，盐古菌视网膜色素的简单性、它们与细胞膜中类异戊二烯脂质的关联，以及在地球早期古代沉积物中发现的古菌膜成分与早期出现一致 在绿色光合作用之前具有紫色膜的生命形式。

许多环境中含有紫色和绿色色素的微生物共存表明它们是共同进化的。 天体生物学家建议，视网膜色素可以作为系外行星研究中的远程生物印记。

这一假说对在其他星球上寻找生物体具有重大意义。 从历史上看，我们会寻找我们预期具有吸收太阳绿色和红色波长的叶绿素的行星。 这意味着反射较少红光的行星更有可能拥有生物体。 紫色地球假说表明，生物体还有其他方法将光能转化为能量，因此我们应该扩大搜索范围，寻找紫色行星和绿色行星。