Bilim adamları, diğer gezegenlerdeki yaşam araştırmalarında büyük bir atılım olabilecek şekilde, Dünya’daki en eski organizmanın var olması gereken durumu yeniden yapılandırdılar. Yeniden yapılandırma, canlı mikroplarda ışık yakalayan proteinler kullanılarak yapıldı. Bakteriler ve arke adı verilen tek hücreli organizmalar da dahil olmak üzere dünyadaki en eski yaşam formları, kendilerini bir ozon tabakasının yokluğunda güneşin radyasyonundan korumak için öncelikle okyanus gezegeninde yaşadılar. İlk mikroplar, hücresel süreçlere güç sağlamak için güneş ışığını enerjiye dönüştürme yeteneğine sahip proteinler olan rodopsin geliştirdiler.
“Dünyanın erken dönemlerinde enerji çok kıt olabilirdi. Bakteriler ve arkeler, fotosentez için gerekli olan karmaşık biyomoleküller olmadan güneşten gelen bol enerjiyi nasıl kullanacaklarını anladılar.” söz konusu Edward Schwieterman, Molecular Biology and Evolution dergisinde yayınlanan bir araştırmanın ortak yazarı.
Çalışma için bilim adamları, rodopsin dizisini ve zaman içindeki evrimini analiz etmek için yapay zeka kullandılar. Ardından, araştırmacıların proteini 2,5 milyardan 4 milyar yıl öncesine kadar yeniden yapılandırmasına ve yaşamın Dünya’da ilk ortaya çıktığı zaman karşılaşabilecekleri koşullara izin veren bir tür aile ağacının oluşturulması izledi.
Mavi, yeşil, sarı ve turuncu ışığı emen modern versiyonlarının aksine, eski rodopsinler, yeniden yapılanma için esas olarak mavi ve yeşil ışığı emecek şekilde ayarlandı. Renk seçimi, erken mikropların kendilerini güneş ışınlarından korumak için suda yaşadıkları için yapıldı. Mavi ve yeşil ışık suya en iyi şekilde nüfuz ettiğinden, ilk rodopsinlerin öncelikle bu renkleri absorbe etmesi muhtemeldir.
2 milyar yıldan daha uzun bir süre önce Büyük Oksidasyon Olayından sonra Dünya atmosferindeki oksijen seviyesi yükselmeye başladığında, rodopsinler ek ışık renklerini emmek için evrimleştiler.
Artık bitkilerdeki klorofil pigmentlerinin yapamadığı ışık renklerini absorbe edebiliyorlar. “Bu, bir grup organizmanın diğeri tarafından emilmeyen ışığı kullanması bakımından birlikte evrimi akla getiriyor. Bunun nedeni, önce rodopsinlerin gelişip yeşil ışığı süzmesi, dolayısıyla klorofillerin daha sonra geri kalanı emmek için gelişmesi olabilir. Ya da tam tersi olabilirdi,” dedi Dr Schwieterman.
Gelecekteki çalışmalarda, bilim adamları, sentetik biyoloji tekniklerini kullanarak bir laboratuvarda model rodopsinleri diriltmeyi umuyorlardı.