Bazı siyanobakterilerde, fotosentezi güçlendirmek için yeşil ışık hasat etmede uzmanlaşmış pigmentleri vardır, bu da okyanusların demir açısından zengin ve yeşil renkte olduğu bir zamanda gelişmeleri olabilir.
Japonya kıyılarındaki Satsunan Adaları’ndan biri olan Iwo Adası’nın etrafındaki deniz, yüksek seviyelerde demir nedeniyle yeşildir
Dünyanın tarihinin uzun bir kısmı için, gezegenimiz bugün bildiğimiz soluk mavi nokta yerine uzaktan yeşil görünebilirdi.
Japonya’daki Nagoya Üniversitesi’ndeki Taro Matsuo, 3 milyar yıldan 600 milyon yıla kadar süren Dünya’nın yeşil dönemi, atmosferi nefes alabilen miktarlarda oksijenle dolduran siyanobakterilerin evrimini şekillendirdiğini söylüyor.
Bitkiler gibi, siyanobakteriler de fotosentez yoluyla güneş ışığından enerji yakalar. Bitkilerde, bu işlemde kullanılan ana pigment, mavi ve kırmızı ışığı emen ve yeşil ışığı yansıtan klorofildir. Ancak siyanobakterilerde, fycobilizomlar adı verilen ışık hasat sistemlerinin bir parçası olarak kırmızı ve yeşil ışığı emen fycobilinler adı verilen pigmentlere de sahiptir.
Matsuo ve meslektaşları, siyanobakterilerin neden bu ek pigmentleri kullandığını ve bunun bize ilk fotosentezleme organizmalarının geliştiği çevre hakkında ne söylediğini anlamak istediler.
Matsuo, arkean eon sırasında, 4 milyar ila 2,5 milyar yıl önce, okyanus demir hidroksit bakımından zengindi, diyor Matsuo. “Demir hidroksit mavi ışığı emer, su kırmızı ışığı emer, yani artık ışığın yeşil bir ışık penceresi yaratacağı anlamına gelir” diyor.
Matsuo ve meslektaşları, antik okyanustaki demir hidroksit ve diğer kimyasalların konsantrasyonlarını tahmin etmek ve fotosentetik organizmalar için mevcut olan ışık spektrumunu belirlemek için simülasyonlar gerçekleştirdiler. Bu ışık penceresinin fycobilin pigmentleri tarafından emilecek spektrumu yakından eşleştirdiğini buldular.
Ayrıca siyanobakterilerin farklı ışık ortamlarında yetiştirildiği deneyler gerçekleştirdiler. Arkean koşullarını kopyalayan yeşil ışık altında, fycoerythrobilin adı verilen yeşil spesifik fykobilin pigmentiyle siyanobakteriler, bu pigment olmadan siyanobakterilerden çok daha hızlı büyüdü, bu da doğal seleksiyon tarafından tercih edileceğini düşündürdü. Genetik analiz, bugünün siyanobakterilerinin ortak atasında fycoerytropilin olduğunu ileri sürdü.
Ekip ayrıca, Güney Japonya’daki Satsunan-iwo Adası çevresinde saha testleri düzenliyor ve burada termal havalandırma, 5.5 metre derinlikte benzer yeşil baskın spektrum olan demir açısından zengin sularla sonuçlandı. Yeşil ışıklı siyanobakteri türlerinin bu derinlikte yüzeye göre daha yaygın olduğunu bulmuşlardır.
Bugün, Dünya, başta Rayleigh saçılması adı verilen bir fenomen nedeniyle uzaydan görüldüğünde mavi gibi görünüyor. Bu, ışık dalgalarının atmosferdeki ışığın dalga boyundan daha küçük parçacıklar tarafından nasıl dağıldığını açıklar.
Matsuo, “Günümüze benzer bir atmosfer varsayarsak, okyanusun yansıttığı yeşil renk tonu, Rayleigh saçılmasından mavi ile karışacak, muhtemelen bugün gördüğümüz maviden ziyade daha mavimsi bir yeşil renk yaratacaktı” diyor.
“Bir diğer önemli husus, okyanusların günümüze kıyasla Dünya yüzeyinin daha büyük bir kısmını kaplamış olabileceği ve okyanusun rengini daha baskın bir faktör haline getirebileceğidir.”
Siyanobakteri tarafından üretilen oksijen, okyanusun dibine batan demir oksitler oluşturmak için okyanuslarda çözünmüş demir ile reaksiyona girdi. Bu birikintiler, bir zamanlar denizin altında olan antik kayalar içinde ince tabakalar olarak görülebilir. Yaklaşık 600 milyon yıl önce, bu katmanlar artık görülmüyor, bu zamana kadar okyanustaki demirin tamamen oksitlendiğini ve yeşil dönemin bittiğini gösteriyor.
Birçok su ortamına hala yeşil ışık hakimdir: örneğin, sığ derinliklerde kıyı sularında, ölü bitkiler ve hayvan atıkları gibi araziden organik madde mavi ışığı emer ve siyanobakterilerin fotosentezlerinde kablo demlenmesi için ağırlıklı olarak yeşil ışık bırakır.
Matsuo, diğer gezegenlerde yaşam olup olmadığını belirlemeye çalışmak için çoğu çabanın, fotosentez tarafından üretilen atmosferde oksijen aramaya odaklandığını söylüyor.
“Bununla birlikte, yeşil bir okyanus fotosentetik oksidasyondan kaynaklanabileceğinden, dış gezegenlerde yaşamın bir göstergesi olabilir” diyor.
Avustralya’nın Sydney Üniversitesi’ndeki Min Chen, Green Işık’ın siyanobakterilerin neden ışık enerjisini emmek için fycobilizomlar kullandığını açıkladığına ikna olmamıştır.
“Siyanobakterilerin kendileri sadece okyanuslarda, nehirlerde ve diğer su kütlelerinde değil, aynı zamanda toprak ve diğer ortamlarda da yaygın olarak dağıtılıyor” diyor. “Birçok toprak siyanobakteri bu yeşil renkte fykobilizomlara sahiptir ve çoğu oksidatif streslere veya ışık hasarına karşı koruyucu roller oynar.”
Chen, dünyanın eski geçmişte uzaydan nasıl görüneceğini belirlemek de çok zor.
