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分析光合作用的重要性

帝國理工大學(xué)生命科學(xué)系的首-席研究員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。現(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古老的酶，而這些酶對生命本身的進(jìn)化至關(guān)重要。”

研究人員發(fā)現(xiàn)，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。

這項(xiàng)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)于地球生命的早證據(jù)已有34億年之久，一些研究表明，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。由于早的眼睛只能感知到光線，因此早的光合作用可能效率很低而且很慢。

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(xiàng)創(chuàng)新，它至少花費(fèi)了數(shù)十億年才在地球上進(jìn)化。