紫色细菌可能主宰广泛的系外行星环境

随着超过 5,500 颗系外行星被探测到，寻找生命正在进入一个新时代。康奈尔大学和明尼苏达大学的天体生物学家以地球上的生命为指导，将目光投向绿色景观之外，以扩大他们检测其他星球表面生命迹象的能力。在新的研究中，他们表征了来自各种环境的紫色硫细菌和紫色非硫细菌的反射光谱。

从室内植物和花园到田野和森林，绿色是我们与地球表面生命最相关的颜色，那里的条件有利于利用绿色色素叶绿素 a 进行产氧光合作用的生物体的进化。

但围绕另一颗恒星运行的类地行星可能看起来非常不同，可能被细菌覆盖，这些细菌很少或根本不接收可见光或氧气，就像地球上的某些环境一样，而是使用不可见的红外辐射来驱动光合作用。

地球上的许多此类细菌不是绿色的，而是含有紫色色素，它们占主导地位的紫色世界将产生独特的“光指纹”，可由下一代地面和太空望远镜检测到。

康奈尔大学卡尔·萨根研究所的博士后研究员 Lígia Fonseca Coelho 博士说：“紫色细菌可以在多种条件下繁衍生息，使其成为主宰各种世界的生命的主要竞争者之一。”

卡尔·萨根研究所所长丽莎·卡尔特内格博士补充道：“我们需要创建一个生命迹象数据库，以确保我们的望远镜不会错过生命，如果生命与我们每天在周围遇到的情况不完全一样的话。”在康奈尔大学。

在这项研究中，作者收集并培养了 20 多种紫色硫细菌和紫色非硫细菌的样本，这些细菌可能存在于各种环境中，从浅水区、海岸和沼泽到深海热液喷口。

统称为紫色细菌的细菌实际上具有一系列颜色，包括黄色、橙色、棕色和红色，因为它们的色素与使西红柿呈红色和胡萝卜呈橙色的色素有关。

它们依靠低能量的红光或红外光生长，使用更简单的光合作用系统，利用吸收红外线但不产生氧气的叶绿素形式。

在植物型光合作用出现之前，它们很可能在早期地球上很普遍，并且可能特别适合围绕较冷的红矮星(我们银河系中最常见的类型)运行的行星。

“他们已经在某些领域蓬勃发展，”科埃略博士说。

“想象一下，如果它们不与绿色植物、藻类和细菌竞争：红色的太阳可以为它们提供最有利的光合作用条件。”

在测量了紫色细菌的生物色素和光指纹后，研究人员创建了具有不同条件和云层的类地行星模型。

“在一系列模拟环境中，湿紫色细菌和干紫色细菌都产生了色彩鲜艳的生物特征，”科埃略博士说。

“如果紫色细菌在冰冻地球、海洋世界、雪球地球或绕较冷恒星运行的现代地球表面繁衍生息，我们现在就有工具来寻找它们。”

该团队的工作发表在《皇家天文学会月刊》上。