Όταν η τελευταία αποστολή του Απόλλωνα ήταν στην πορεία της προς τη Σελήνη πριν από τέσσερις δεκαετίες, ένας από τους αστροναύτες έλαβε ένα στιγμιότυπο που είναι από τα πιο διάσημα στην ιστορία της NASA. Είναι γνωστή ως φωτογραφία "μπλε μάρμαρο" επειδή δείχνει τη Γη, από περίπου 28.000 μίλια μακριά, ως μια φωτεινή, στροβιλιζόμενη και κυρίως κυανή σφαίρα. Το κυρίαρχο χρώμα δεν ήταν εκπληκτικό - είναι το χρώμα των ωκεανών, που καλύπτουν σχεδόν τα τρία τέταρτα του πλανήτη.
σχετικό περιεχόμενο
- INFOGRAPHIC: Φως από τους αριθμούς
Αλλά η Γη είναι σχεδόν μοναδική στο να έχει νερό. Είναι παντού στο σύμπαν. Ακόμα και αυτός ο σκονισμένος γείτονας του Άρη, τώρα είναι φανερός, ήταν κάποτε πάλι.
Αυτό που απομακρύνει τη Γη δεν είναι μπλε, αλλά πράσινο, ένα πράσινο που δεν εκτιμάται περισσότερο από το διάστημα αλλά από κοντά σε έναν προαστιακό γκαζόν φρέσκιας κοπής, σε μαξιλάρια λουλουδιών σε μια λίμνη βάτραχος, σε μια στάση από έλατα σε μια βουνοπλαγιά . Είναι το πράσινο της χλωροφύλλης, και της φωτοσύνθεσης.
Η φωτοσύνθεση είναι η λήψη της φύσης από την ηλιακή ενέργεια, ο τρόπος χρήσης της όλης αυτής φωτεινής ενέργειας που προέρχεται από τον Ήλιο. Τα σύγχρονα ηλιακά κύτταρα το κάνουν με ημιαγωγούς, και η συγκομιδή αποτελείται από ηλεκτρόνια, τα οποία ρέουν αφού διεγείρονται από φωτόνια φωτός. Στη φύση τα ηλεκτρόνια διεγείρονται από την χρωστική χλωροφύλλη, αλλά αυτό είναι μόνο ένα πρώτο βήμα. Η ενέργεια τελικά αποθηκεύεται στους χημικούς δεσμούς των σακχάρων που, μαζί με το οξυγόνο, είναι τα προϊόντα της φωτοσύνθεσης.
Τα προϊόντα αυτά μεταμόρφωσαν τη Γη, το οξυγόνο γλυκανίζοντας την ατμόσφαιρα και τα σάκχαρα που παρέχουν τροφή. Μαζί, επέτρεψαν μια μακρά και αργή ανθοφορία της ζωής που τελικά περιλάμβανε πολλούς οργανισμούς - ανθρώπους μεταξύ τους - που δεν μπορούν να φωτοσύνθετα.
Τα φυτά χρησιμοποιούν το φως με αυτό τον αρχικό τρόπο για ένα μεγάλο κομμάτι της ύπαρξης της Γης. Αλλά πώς κέρδισαν τη δυνατότητα να φωτοσύνθετα;
Η σύντομη απάντηση είναι ότι το έκλεψαν, περίπου πριν από ένα δισεκατομμύριο έτη, όταν οι μονοκύτταροι οργανισμοί που ονομάζονταν protists έπληξαν τα φωτοσυνθετικά βακτήρια. Με την πάροδο του χρόνου, μέσω της μεταφοράς γονιδίων που υποβοηθήθηκαν από ένα παράσιτο, τα απορροφημένα βακτήρια έγιναν λειτουργικό μέρος του protist, επιτρέποντάς του να μετατρέψει το ηλιακό φως σε τροφή. "Οι τρεις από αυτούς το έκαναν να συμβούν", λέει ο εξελικτικός βιολόγος του Πανεπιστημίου Rutgers Debashish Bhattacharya. "Το δέντρο της ζωής περιλαμβάνει πολλή εφεύρεση και κλοπή." Μια εκδοχή αυτής της ηλιακής μηχανής που περιέχει μικρή μηχανή που περιέχει χλωροφύλλη υπάρχει μέχρι σήμερα σε φυτικά κύτταρα. Ονομάζεται χλωροπλάστη.
Οι επιστήμονες εξακολουθούν να μαθαίνουν για την πολύπλοκη διαδικασία που ονομάζεται endosymbiosis, με την οποία ένα κύτταρο, όπως ένας αντιστάθμος, για κάποιο λόγο απορροφά άλλα ζωντανά πράγματα για να δημιουργήσει κάτι αρκετά νέο στη βιολογία.
Οι γενετικές αναλύσεις των φυκών που διεξάγονται από το Bhattacharya υποδηλώνουν ότι το κεντρικό ενδοσμπιμωτικό γεγονός που προμήθευε τα φυτά με τον κινητήρα της φωτοσύνθεσης, συνέβη μόλις μία φορά στην πρώιμη ιστορία του πλανήτη μας, σε έναν κοινό πρόγονο - έναν ενιαίο μικροσκοπικό αντιστάτη που έκανε πράσινο το πιο σημαντικό χρώμα στη Γη.
Αυτό το τελευταίο εύρημα ικανοποιεί μια βασική αρχή της επιστήμης: Η απλούστερη εξήγηση είναι συνήθως η καλύτερη. Η ιδέα ότι η ενδοσυμμυρίτιδα θα είχε συμβεί μια φορά - πριν οι αντιστρές αποκλίνουν και εξελισσόταν σε διαφορετικά είδη - είναι πολύ πιο λογική από την εναλλακτική: αυτή η ενδοσύπιση επανεμφανίστηκε με κάθε νέο αναδυόμενο είδος.
Η απόκτηση των μηχανημάτων φωτοσύνθεσης έδωσε στους πρώιμους αυτούς οργανισμούς ένα τεράστιο εξελικτικό πλεονέκτημα, ένα από τα οποία εκμεταλλεύτηκαν εύκολα. Κατά τη διάρκεια των εκατομμυρίων ετών που ακολούθησε, αυτή η ικανότητα να κάνει χρήση της ενέργειας του Ήλιου βοήθησε να δημιουργήσει τη μεγάλη ποικιλία ζωντανών πραγμάτων στον πλανήτη. Τότε, όπως τώρα, το φως ισοδυναμεί με τη ζωή.
