点击下方👇“Hi科普”关注公众号
获取更多百科趣闻
在美国旧金山有一片奇特的彩色盐湖，这并非现代污染所致，而是一种30多亿年前的古细菌，它们曾经统治着地球，却最终遭到了氧气的灭绝！
![]()
我们现在都知道，蓝藻的出现为地球提供了充足的氧气，最终孕育出了多种多样的生物。但是在蓝藻出现以前，那个没有氧气的地球是什么样子的呢？2007年，马里兰大学的微生物遗传学家达斯·萨尔玛提出了一个有趣的假说，“紫色地球”假说。关于地球生命起源的故事都要从一个海底火山口说起。在35亿年前，突然有两个细菌种族，因为海底地质断裂，从深海火山口脱离了温暖的区域，来到了更加广阔光明的浅层海面。它们一个叫真细菌，另一个叫古菌。
![]()
但是追求自由需要付出巨大的代价，海底火山虽然黑暗狭窄，却能为它们提供源源不断的能量和物质，满足自身的生存需要，而它们离开了舒适区，如何继续生存下去就成了一个难题。物质的获取相对容易，因为当时的地球，无论是空气，还是海水，都充斥着与海底火山相同的物质，大量的二氧化碳，硫化氢和甲烷。
但是想要获取充足的能量就很难办了，以前能量直接从火山中喷出来，但是远离了“家”以后，想要继续获取能量就非常困难了。出门在外，太阳是唯一的能量来源，但是如何从阳光中吸收能量就成了一个难题。如果说火山里的能量像是野果一样可以直接吃，那么阳光对于细菌而言更像是种子，只有付出辛勤地浇灌，找到种植地方法，才能吃到甘甜的果实。在获取太阳的能量上，两大细菌选择了不同的方法。真细菌选择利用二氧化碳合成有机物，最终演化成了释放氧气的蓝藻；而古菌合成视黄醛分子，利用强光来分解硫化氢气体进行光合反应。值得注意的是，古菌显然是当时更强大的一类细菌，它们广泛分布在海水表层，对于强大的光照有着超强的抵抗力。
![]()
为了尽可能不反射可利用的光源，它们逐渐将自己演化成了紫色，这样就可以更好地反射阳光中最弱的紫色光，从而吸收能量最多的绿色光。由于我们所看到的颜色其实是物体不吸收的光，所以如果人类能够看到当时的地球，那么一定会发现，地球的表层覆盖着一层厚厚的紫色菌毯，天空和大气层也被它们反射成了紫色。
而在另一边，竞争力较弱的真细菌只能默默生活在古菌的下层，利用古细菌过滤下来的残余的光能苟延残喘。由于阳光中最高能量的绿光都被古菌吸收了，于是为了生存，真细菌们就只能进化出绿色，用于更好地吸收其他颜色的光。也正因此，真细菌合成的卟啉分子结构了植物中最常见的叶绿体，叶绿体利用绿光以外的其他光，光解水分子，产生氧气和氢气。于是在35-24亿年前的10亿年时间里，两大细菌之间旷日持久的战争，就这样在看似平静的地球上日复一日地展开了。退后一步就会有灭绝的危险，而胜利则将让它们统治地球。
![]()
很难相信，一直被压在底层的真细菌释放出来的氧气居然蕴含着无穷的力量。经过了10亿年的积累，数量庞大的氧气逐渐将地球上的一切都氧化了。海水中的亚铁离子都被氧化成了铁锈沉入海底，大气层里的每一个甲烷分子都被氧化成了水和二氧化碳。更重要的是，硫化氢也被氧化成了硫酸雨，并与大地上的金属合成了硫酸盐矿物质。当空气中的硫化氢大量消失，恰好此时地球上的火山活动也逐渐平静了下来。古菌以硫化氢为原料的，进化了10亿年的能量系统彻底瓦解了，古菌种群大量死亡，紫色的地球逐渐被绿色所取代，由真菌演化而来的蓝藻逐渐占领了地球。这就是“大氧化事件”，氧气的“毒性”令人惊叹，它无差别地氧化了几乎所有构成生命的物质基础和有机物。甲烷这种超强温室气体的消失，也直接导致了地球进入大冰期。
![]()
曾经的古菌“紫色王朝”被深埋进了岩层里，形成了一种名为“层叠石”的化石，它们无声地诉说着那场10亿年战争的惨烈。然而，顽强的生命总是在任何艰难的地方寻求着生机，在靠近海底火山口的温暖地带，有部分细菌逐渐适应了氧气充足的环境，渐渐学会了靠着氧气呼吸，就像曾经古菌和真细菌来到表层海水那样，艰难地度过了持续3亿年的危机。如今，在美国盐湖里的紫色古菌，被认为是最幸运的一支，它们从自己的宿敌真细菌那里窃取了一点抗氧化的基因，并继续依靠着视黄醛合成能量，在数十亿年的演化下，延续着远古的传奇。#头条创作挑战赛##古菌##紫色地球##大氧化##蓝藻#
![]()
![]()
![]()
点击下方👇“Hi科普”关注公众号
获取更多百科趣闻
![]()