Kiedy ostatnia misja Apollo była w drodze na Księżyc cztery dekady temu, jeden z astronautów zrobił zdjęcie, które jest jednym z najbardziej znanych w historii NASA. Jest ono znane jako zdjęcie „niebieskiego marmuru”, ponieważ pokazuje Ziemię, z odległości około 28 000 mil, jako jasną, wirującą i głównie niebieską kulę. Dominujący kolor nie był zaskakujący – jest to kolor oceanów, które pokrywają prawie trzy czwarte planety.

Ale Ziemia nie jest wyjątkowa w posiadaniu wody. Jest ona wszędzie we wszechświecie; nawet ten pylisty sąsiad Mars, jak się teraz okazuje, był kiedyś zalany wodą.

To, co wyróżnia Ziemię, to nie kolor niebieski, lecz zielony, zielony, który najlepiej docenić nie z kosmosu, lecz z bliska – w świeżo przyciętym podmiejskim trawniku, w płatkach lilii na żabim stawie, w drzewostanie jodeł na zboczu góry. Jest to zieleń chlorofilu i fotosyntezy.

Fotosynteza jest naturalnym ujęciem energii słonecznej, jej sposobem na wykorzystanie całej tej energii świetlnej, która pochodzi ze Słońca. Nowoczesne ogniwa słoneczne robią to za pomocą półprzewodników, a zbiory składają się z elektronów, które przepływają po tym, jak zostaną wzbudzone przez fotony światła. W naturze elektrony są wzbudzane w pigmencie chlorofilu, ale to tylko pierwszy krok. Energia jest ostatecznie przechowywana w wiązaniach chemicznych cukrów, które wraz z tlenem są produktami fotosyntezy.

Te produkty przekształciły Ziemię, tlen osładzający atmosferę i cukry dostarczające pożywienia. Razem, pozwoliły na długi i powolny rozkwit życia, który w końcu objął wiele organizmów – wśród nich ludzi – które nie potrafią fotosyntetyzować.

Rośliny wykorzystywały światło w ten pierwotny sposób przez dużą część istnienia Ziemi. Ale jak zdobyły zdolność do fotosyntezy?

Krótka odpowiedź brzmi: ukradły ją około miliarda i pół roku temu, kiedy jednokomórkowe organizmy zwane protistami pochłonęły bakterie fotosyntetyzujące. Z czasem, poprzez transfer genów wspomagany przez pasożyta, wchłonięte bakterie stały się funkcjonalną częścią protista, umożliwiając mu przekształcenie światła słonecznego w pożywienie. „Cała trójka sprawiła, że to się stało” – mówi biolog ewolucyjny z Rutgers University, Debashish Bhattacharya. „Drzewo życia obejmuje wiele inwencji i kradzieży”. Wersja tej napędzanej światłem słonecznym, zawierającej chlorofil małej maszyny istnieje do dziś w komórkach roślinnych. Nazywa się to chloroplast.

Naukowcy wciąż uczą się o złożonym procesie, zwanym endosymbiozą, przez który komórka, jak protist, z jakiegoś powodu wchłania inne żywe istoty, aby stworzyć coś całkiem nowego w biologii.

Genetyczne analizy alg przeprowadzone przez Bhattacharya sugerują, że kluczowa endosymbiotyczna impreza, która obdarzyła rośliny silnikiem fotosyntezy zdarzyła się tylko raz we wczesnej historii naszej planety, we wspólnym przodku-pojedynczym mikroskopijnym protiście, który uczynił zielony najważniejszym kolorem na Ziemi.

To najnowsze odkrycie spełnia podstawową zasadę nauki: Najprostsze wyjaśnienie jest zazwyczaj najlepsze. Pomysł, że endosymbioza miała miejsce raz – zanim protisty się rozdzieliły i wyewoluowały w różne gatunki – jest o wiele bardziej sensowny niż alternatywa: że endosymbioza powtórzyła się z każdym nowo powstałym gatunkiem.

Poznanie mechanizmów fotosyntezy dało tym wczesnym organizmom ogromną przewagę ewolucyjną, którą z łatwością wykorzystały. W ciągu milionów lat, które nastąpiły później, ta zdolność do wykorzystania energii Słońca pomogła dać początek wielkiej różnorodności żywych istot na naszej planecie. Tak wtedy, jak i teraz, światło równało się życiu.