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光合作用可能与生命本身一样古老

研究人员发现,最早的细菌具有执行光合作用关键步骤的工具,从而改变了我们认为生命在地球上进化的方式。

这一发现还挑战了人们对生命如何在其他星球上进化的期望。产生氧气的光合作用的演变被认为是最终出现复杂生命的关键因素。人们认为这需要数十亿年才能演化,但是如果实际上最早的生命能够做到这一点,那么其他行星的复杂生命可能比以前想象的要早得多。

由伦敦帝国学院的科学家领导的研究小组追溯了光合作用所需关键蛋白质的进化,其起源可能是地球上细菌生命的起源。他们的研究结果已在BBA-Bioenergetics中发布并免费获得。

帝国理工大学生命科学系的首席研究员Tanai Cardona博士说:“我们以前已经证明了进行制氧的生物系统,称为Photosystem II,是非常古老的,但是直到现在我们还无法并将其置于生命历史的时间表上。现在,我们知道Photosystem II显示的进化模式通常仅归因于已知的最古老的酶,而这些酶对生命本身的进化至关重要。”

将太阳光转换成能量的光合作用可以有两种形式:一种产生氧气,另一种不产生氧气。通常认为产生氧气的形式是在后来演化的,尤其是在大约25亿年前的蓝细菌或蓝藻的出现时。

尽管一些研究表明,在此之前可能已经有产氧(产氧)光合作用的口袋,但它仍然被认为是一项创新,它至少花费了数十亿年才在地球上进化。

这项新的研究发现,在某些早期细菌中实际上可能存在能够在氧气光合作用中发挥关键作用的酶-将水分解为氢和氧。关于地球生命的最早证据已有34亿年之久,一些研究表明,最早的生命很可能超过40亿年之久。

就像眼睛的进化一样,第一个版本的光合作用可能非常简单且效率低下。由于最早的眼睛只能感知到光线,因此最早的光合作用可能效率很低而且很慢。

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