När det sista Apollo-uppdraget var på väg till månen för fyra decennier sedan tog en av astronauterna en ögonblicksbild som är bland de mest kända i NASA:s historia. Det är känt som fotografiet med den ”blå marmorn” eftersom det visar jorden, från cirka 28 000 mils avstånd, som en ljus, virvlande och mestadels blå sfär. Den dominerande färgen var inte överraskande – det är färgen på haven, som täcker nästan tre fjärdedelar av planeten.

Men jorden är knappast unik när det gäller att ha vatten. Det finns vatten överallt i universum; till och med den dammiga grannen Mars, visar det sig nu, var en gång översvämmad.

Det som skiljer jorden från mängden är inte blått utan grönt, ett grönt som bäst uppskattas inte från rymden, utan på nära håll – i en nyklippt gräsmatta i en förort, i liljekonvaljer i en groddamm, i ett bestånd av granar på en bergssida. Det är klorofyllets och fotosyntesens grönt.

Fotosyntesen är naturens sätt att ta tillvara på solenergi, dess sätt att utnyttja all ljusenergi som kommer från solen. Moderna solceller gör detta med halvledare, och skörden består av elektroner som flödar efter att de exciterats av ljusfotoner. I naturen exciteras elektronerna i pigmentet klorofyll, men det är bara ett första steg. Energin lagras slutligen i de kemiska bindningarna hos de sockerarter som tillsammans med syre är fotosyntesens produkter.

Dessa produkter förvandlade jorden, syret som sötar atmosfären och sockerarterna som ger mat. Tillsammans möjliggjorde de en lång och långsam blomstring av liv som så småningom inkluderade många organismer – bland annat människor – som inte kan fotosyntetisera.

Plantor har använt ljuset på detta ursprungliga sätt under en stor del av jordens existens. Men hur fick de förmågan till fotosyntes?

Det korta svaret är att de stal den för ungefär en och en halv miljard år sedan, när encelliga organismer som kallas protister slukade fotosyntetiserande bakterier. Med tiden, genom överföring av gener med hjälp av en parasit, blev de absorberade bakterierna en funktionell del av protisten och gjorde det möjligt för den att omvandla solljus till näring. ”Det var de tre som fick det att hända”, säger Debashish Bhattacharya, evolutionsbiolog vid Rutgers University. ”Livets träd innebär en hel del uppfinningar och stölder.” En version av denna solljusdrivna, klorofyllinnehållande lilla maskin finns än i dag i växtceller. Den kallas kloroplast.

Vetenskapsmännen lär sig fortfarande om den komplexa process som kallas endosymbios, genom vilken en cell, till exempel en protist, av någon anledning absorberar andra levande varelser för att skapa något helt nytt inom biologin.

Genetiska analyser av alger som Bhattacharya utfört tyder på att den avgörande endosymbiotiska händelsen som gav växterna fotosyntesens motor bara inträffade en gång i vår planets tidiga historia, hos en gemensam förfader – en enda mikroskopisk protist som gjorde grönt till den viktigaste färgen på jorden.

Detta senaste fynd uppfyller en grundläggande princip inom vetenskapen: Den enklaste förklaringen är oftast den bästa. Tanken att endosymbiosen skulle ha inträffat en gång – innan protisterna skiljde sig åt och utvecklades till olika arter – är mycket förnuftigare än alternativet: att endosymbiosen återkom med varje ny framväxande art.

Att förvärva fotosyntesens maskineri gav de tidiga organismerna en enorm evolutionär fördel, en fördel som de lätt utnyttjade. Under de miljoner år som följde bidrog denna förmåga att utnyttja solens energi till att ge upphov till den stora mångfalden av levande varelser på planeten. Då, liksom nu, var ljus lika med liv.