地球上紫色视紫红质色素的早期演化及其对系外行星生物标志的启示
地球与行星天体物理
2018-10-12 v1
摘要
我们提出，基于视紫红质的光养作用在地球生命演化早期即已出现，深刻影响了光合作用的发展，并对地外生命搜寻具有启示意义。尽管光养作用的早期演化史大体未知，但原始蓝细菌中含氧光合作用的起始通过约 23 亿年前氧气的上升显著改变了地球大气。然而，光合叶绿素与细菌叶绿素色素在约 500-600 nm 波长处吸收甚微，而该区域是太阳光谱中能量丰富的波段。相比之下，更简单的基于视紫红质的光捕获系统，如嗜盐古菌紫膜蛋白细菌视紫红质，在 568 nm 处显示出强而明确的吸收峰，恰与叶绿素色素互补。我们提出一种情形：在光合作用发展之前，可能由像紫色色素蛋白细菌视紫红质（最初发现于嗜盐古菌）这样的简单基于视紫红质的光捕获系统所主导。我们探讨这一被称为“紫色地球”的假说，并讨论视紫红质光色素如何作为系外行星研究的远端生物标志。
引用
@article{arxiv.1810.05150,
title = {Early evolution of purple retinal pigments on Earth and implications for exoplanet biosignatures},
author = {Shiladitya DasSarma and Edward W. Schwieterman},
journal= {arXiv preprint arXiv:1810.05150},
year = {2018}
}
备注
Published Open Access in the International Journal of Astrobiology; 10 pages, 6 figures