p As primeiras formas de vida na Terra podem ter sido capazes de gerar energia metabólica a partir da luz solar usando uma molécula de pigmentação roxa chamada retinal, que possivelmente antecede a evolução da clorofila e da fotossíntese. Se a retina evoluiu em outros mundos, poderia criar uma bioassinatura distinta, pois absorve luz verde da mesma forma que a vegetação na Terra absorve luz vermelha e azul. p A atmosfera da Terra nem sempre contém quantidades significativas de oxigênio. Durante os primeiros dois bilhões de anos da história do nosso planeta, a atmosfera era rica em dióxido de carbono e metano, mas há cerca de 2,4 bilhões de anos algo mudou:o Grande Evento da Oxigenação, que viu a abundância de oxigênio livre em nossa atmosfera aumentar dramaticamente. Acredita-se que a causa disso sejam cianobactérias, que são capazes de realizar a fotossíntese - a transformação da luz solar e do dióxido de carbono em energia metabólica para produzir açúcares que alimentam os processos da vida, e oxigênio como um 'produto residual' - usando um pigmento verde chamado clorofila.

p Sabe-se que as formas de vida fotossintética existiam antes do Grande Evento de Oxigenação (GOE), desde 3,5 bilhões de anos atrás, mas vários processos concorrentes - e não completamente compreendidos - adiaram o GOE, incluindo mecanismos geológicos que foram capazes de remover o oxigênio da atmosfera. Contudo, a origem e evolução da fotossíntese via clorofila permanecem obscuras. Agora, Shiladitya DasSarma, que é professor de biologia molecular na Universidade de Maryland, e Dr. Edward Schwieterman, um astrobiólogo da Universidade da Califórnia, Riverside, apresentaram a ideia de que a clorofila predada na retina, e que os dois evoluíram em conjunto, absorvendo a luz solar em comprimentos de onda complementares.

p "Metabolismos fototróficos baseados na retina ainda prevalecem em todo o mundo, especialmente nos oceanos, e representam um dos processos bioenergéticos mais importantes da Terra, "DasSarma diz Revista Astrobiologia .

p Absorvendo luz

p A clorofila absorve o pico de luz nos comprimentos de onda de 465 nm e 665 nm. É por isso que as folhas parecem verdes, porque eles refletem a luz verde em vez de absorvê-la. Contudo, o espectro do Sol atinge o pico em ~ 550 nm, que inclui luz amarela e verde.

p Uma série de proteínas que absorvem a luz solar contêm uma molécula de retinal, incluindo uma proteína chamada bacteriorodopsina que absorve a luz com pico de 568 nm, perto do comprimento de onda em que a luz do Sol atinge o pico, e mais notavelmente na faixa em que a clorofila não é absorvida. "Isso é exatamente o que nos fez pensar que os dois pigmentos - retinal e clorofila - podem ter co-evoluído, "diz DasSarma, que argumenta que, porque a retinal é a molécula mais simples, teria vindo primeiro, com a clorofila (que é mais eficiente em transformar a luz solar em energia metabólica) evoluindo posteriormente, com cada um preenchendo nichos diferentes em termos de luz que absorvem.

p Experimentos demonstraram que combinar a bacteriorodopsina com uma vesícula de membrana para formar o equivalente a uma protocélula biológica pode resultar efetivamente na captura e armazenamento da luz solar em uma célula. "Faz sentido que esta tenha sido uma invenção evolucionária muito precoce, coincidindo com a evolução das primeiras células, "diz DasSarma." Usando a capacidade de captura de energia da membrana celular, o potencial de membrana [a diferença no potencial elétrico entre dentro e fora da célula, permitir que a célula forneça energia] pode representar uma das razões mais importantes pelas quais as células são a unidade fundamental da vida. "

p A borda verde

p Porque a vegetação na Terra absorve luz vermelha, mas reflete luz infravermelha, ver a vegetação usando um espectroscópio revela uma queda dramática na luz refletida em comprimentos de onda vermelha, uma diminuição repentina que é chamada de 'borda vermelha'. Foi sugerido que, ao sondar o espectro de luz refletida de exoplanetas potencialmente habitáveis, os cientistas poderiam procurar uma borda vermelha na luz do planeta, que seria um indicativo de bioassinatura de vegetação usando clorofila, ou seu equivalente extraterrestre.

p Curiosamente, uma vez que os pigmentos da retina absorvem luz verde e amarela, e refletem ou transmitem luz vermelha e azul, então, a vida baseada na retina teria uma cor roxa. DasSarma e Schwietermandescrever tal estágio na história da Terra como uma 'Terra Púrpura'. Como a retinal é uma molécula mais simples do que a clorofila, então poderia ser mais comumente encontrado na vida no Universo, e, portanto, uma 'borda verde' no espectro de um planeta poderia ser potencialmente uma bioassinatura para vida baseada na retina.

p "Este é outro ponto de referência em uma biblioteca de bioassinaturas potenciais que podemos pesquisar em outro lugar, "diz Schwieterman. p Esta história foi republicada como cortesia da Revista Astrobiologia da NASA. Explore a Terra e muito mais em www.astrobio.net.