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光合作用可能與生命本身一樣古老,實(shí)驗(yàn)室FCS助理研究

更新時間:2021-05-06  |  點(diǎn)擊率:897

研究人員發(fā)現(xiàn),最早的細(xì)菌具有執(zhí)行光合作用關(guān)鍵步驟的工具,從而改變了我們認(rèn)為生命在地球上進(jìn)化的方式。

 

這一發(fā)現(xiàn)還挑戰(zhàn)了人們對生命如何在其他星球上進(jìn)化的期望。產(chǎn)生氧氣的光合作用的演變被認(rèn)為是最終出現(xiàn)復(fù)雜生命的關(guān)鍵因素。人們認(rèn)為這需要數(shù)十億年才能演化,但是如果實(shí)際上最早的生命能夠做到這一點(diǎn),那么其他行星的復(fù)雜生命可能比以前想象的要早得多。

由倫敦帝國學(xué)院的科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的研究小組追溯了光合作用所需關(guān)鍵蛋白質(zhì)的進(jìn)化,其起源可能是地球上細(xì)菌生命的起源。他們的研究結(jié)果已在BBA-Bioenergetics中發(fā)布并免費(fèi)獲得。

帝國理工大學(xué)生命科學(xué)系的研究員Tanai Cardona博士說:“我們以前已經(jīng)證明了進(jìn)行制氧的生物系統(tǒng),稱為Photosystem II,是非常古老的,但是直到現(xiàn)在我們還無法并將其置于生命歷史的時間表上?,F(xiàn)在,我們知道Photosystem II顯示的進(jìn)化模式通常僅歸因于已知的最古老的酶,而這些酶對生命本身的進(jìn)化至關(guān)重要。”

將太陽光轉(zhuǎn)換成能量的光合作用可以有兩種形式:一種產(chǎn)生氧氣,另一種不產(chǎn)生氧氣。通常認(rèn)為產(chǎn)生氧氣的形式是在后來演化的,尤其是在大約25億年前的藍(lán)細(xì)菌或藍(lán)藻的出現(xiàn)時。

盡管一些研究表明,在此之前可能已經(jīng)有產(chǎn)氧(產(chǎn)氧)光合作用的口袋,但它仍然被認(rèn)為是一項創(chuàng)新,它至少花費(fèi)了數(shù)十億年才在地球上進(jìn)化。

這項新的研究發(fā)現(xiàn),在某些早期細(xì)菌中實(shí)際上可能存在能夠在氧氣光合作用中發(fā)揮關(guān)鍵作用的酶-將水分解為氫和氧。關(guān)于地球生命的最早證據(jù)已有34億年之久,一些研究表明,最早的生命很可能超過40億年之久。

就像眼睛的進(jìn)化一樣,第一個版本的光合作用可能非常簡單且效率低下。由于最早的眼睛只能感知到光線,因此最早的光合作用可能效率很低而且很慢。

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來源:生物幫

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