3,5 млрд лет оксигенного фотосинтеза

История фотосинтеза древнее, чем предполагалось ранее, считают авторы статьи Early Archean origin of Photosystem II (Раннее архейское происхождение фотосистемы II), опубликованной в журнале Geobiology.

Цианобактерии — в настоящее время единственные из бактерий, способные к оксигенному фотосинтезу. Это относительно сложная форма фотосинтеза — такая же, как у всех современных растений. Было высказано предположение, что более простые формы кислородного фотосинтеза могли существовать и раньше, до цианобактерий. Таким образом, в атмосфере ранней Земли мог быть необходимый для жизни кислород, пусть и в не слишком больших количествах.

В исследовании, проведённом учёными, представляющими Имперский колледж Лондона (Imperial College London), говорится о том, что кислородный фотосинтез возник как минимум за один миллиард лет до появления цианобактерий.

Ведущий автор работы, доктор Танаи Кардона (Tanai Cardona) рассказывает:

«Мы знаем, что цианобактерии древние, но не знаем точно, насколько. Если цианобактериям, например, 2,5 миллиарда лет, это означает, что кислородный фотосинтез мог возникнуть ужу 3,5 миллиарда лет назад. Это говорит о том, что не обязательно должны пройти миллиарды лет для того, чтобы такой процесс, как кислородный фотосинтез, возник после возникновения жизни».

Если такой довольно сложный процесс, как фотосинтез, возник относительно быстро после зарождения жизни, то вероятность существования сложных форм жизни на других планетах может быть весьма большой.

О том, производили ли древние простейшие кислород, трудно судить по их следам, сохранившимся в камне. Исследователи пошли другим путём — через изучение эволюции двух основных белков, участвующих в оксигенном фотосинтезе.

На первой стадии фотосинтеза цианобактерии используют энергию солнечного света для разделения воды на протоны, электроны и кислород с помощью белкового комплекса — фотосистемы II (H2O-пластохиноноксидоредуктазы).

Фотосистема II состоит из двух белков — D1 и D2. Первоначально два белка были одинаковыми, но, хотя у них очень похожие структуры, основные кодирующие их генетические последовательности теперь разные.

Это показывает, что D1 и D2 развиваются отдельно. Даже в их первоначальном виде эти белки могли бы выполнять кислородный фотосинтез, поэтому знание того, как давно они были идентичными, может выявить, когда эта способность появилась впервые.

Исследователи полагают (основываясь на статистических методах и известной по окаменелостям истории развития фотосинтезирующих организмов), что белки D1 и D2 фотосистемы II развивались чрезвычайно медленно — даже медленнее, чем некоторые из самых «старых» белков — тех, что предположительно работали в самых ранних формах жизни.

Доктор Кордона поясняет:

«Обычно появление кислородного фотосинтеза и цианобактерий считается одним и тем же. И, чтобы выяснить, когда начал производиться кислород, исследователи пытались определить, когда появились цианобактерии.

Наше исследование показывает, что кислородный фотосинтез, вероятно, начался задолго до появления последнего предполагаемого предка цианобактерий. Это согласуется и с текущими геологическими данными, которые свидетельствуют о том, что и до трёх миллиардов лет назад были локализованные скопления кислорода.

Происхождение кислородного фотосинтеза и предка цианобактерий — не одно и то же. Между первым и вторым может быть очень большой разрыв во времени».

Исследовательская группа продолжает работу. Поставлена задача по реконструкции механизма фотосинтеза у предполагаемого предка всех фотосинтезирующих живых организмов.

Подготовка материала
Сергей Сыров
22century.ru

Ещё в разделе

Клетки крови человека превратили в стволовые клетки нервной системы

Клетки крови человека превратили в стволовые клетки нервной системы

Ученые из Немецкого центра исследования рака в Хайдельберге перепрограммировали клетки крови человека и фибробласты в стволовые клетки нервной системы гомогенного типа.

Дельфины устанавливают между собой график охоты

Дельфины устанавливают между собой график охоты

9-летнее исследование выявило необычное поведение дельфинов (рода Афалины), обитающих у побережья Словении. В пределах одной популяции этого вида животные разделились на две группы, которые избегают контакта, охотясь в разное время дня - социальная стратегия, не известная у морских млекопитающих.

Оказывается, поведение пауков изучено еще не полностью

Оказывается, поведение пауков изучено еще не полностью

Как известно, представители рода Черных вдов отличаются своим уникальным поведением, которое предвещает так называемый половой каннибализм: после копуляции самка поедает самца.

У венериной мухоловки могут быть «друзья»

У венериной мухоловки могут быть «друзья»

Американские ученые из штата Северная Каролина выяснили, какие насекомые опыляют венерину мухоловку. В ходе этого эксперимента биологи заметили одну интересную особенность – растение не поедает своих опылителей.

Жуки-бомбардиры могут спасаться даже после съедения

Жуки-бомбардиры могут спасаться даже после съедения

Японские ученые обнаружили уникальную способность жуков-бомбардиров спасаться из желудка проглотившей их жабы. Как известно, жуки-бомбардиры принадлежат к подсемейству Brachyninae семейства жужелиц. Свою известность насекомые заработали благодаря методу активной обороны.

Раскрыты новые способности хамелеонов

Раскрыты новые способности хамелеонов

Ученые из Германии смогли доказать, что у некоторых видов хамелеонов гребни и бугорки на теле способны светится синим цветом в ответ на ультрафиолетовое излучение. Данное явление называется флуоресценцией. Иногда такое свечение можно встретить у водных организмов, значительно реже оно замечается среди наземных животных.

Акулы тоже могут «сидеть» на диете

Акулы тоже могут «сидеть» на диете

Ученым из Калифорнийского университета в Ирвайне при помощи экспериментов удалось подтвердить, что малоголовая молот-рыба может прекрасно себя чувствовать употребляя до 90% исключительно растительной пищи.

Станет ли человек бессмертным?

Станет ли человек бессмертным?

Группа ученых из Великобритании и Голландии провела исследование, целью которого является детальное изучение среды кишечника. В результате проведенного эксперимента биологам удалось увеличить продолжительность жизни червей и мух. Осуществить вышесказанное ученые смогли путем уменьшения активности фермента, который вырабатывается у всех живых существ и, люди, в данном случае, не стали исключением.

Уникальное явление зафиксировали ученые из Таиланда

Уникальное явление зафиксировали ученые из Таиланда

Группе биологов из Таиланда удалось запечатлеть уникальное явление, как огромная многоножка убила, а затем съела змею, которая откладывала яйца. Специалисты утверждают, что это первый зафиксированный случай поедания рептилии сколопендрой.

Даже в гидротермальных источниках могут жить организмы

Даже в гидротермальных источниках могут жить организмы

Микробиологи из Австралии обнаружили почти восемь тысяч новых микроорганизмов, относящихся к бактериям и археям. Около трети из найденных организмов отнесли к ранее неизвестным формам жизни.

Под Землей обнаружено огромное количество новых живых существ

Под Землей обнаружено огромное количество новых живых существ

К открытию ежегодной конференции Американского геофизического союза ученые объявили о своем открытии. «Земли населяет огромное количество живых существ».

Оценка:

Пока комментариев нет