Текст уведомления здесь

Первый фотосинтезирующий организм появился уже три с половиной миллиарда лет назад

Это более чем на миллиард лет превышает все предшествующие оценки. Возможно, живые существа начали производить кислород почти сразу после своего возникновения.
Добавить в закладки
Комментарии

Танаи Кордона (Tanai Cardona) из Имперского колледжа Лондона (Великобритания) выяснил, что способность получать кислород в ходе фотосинтеза существовала у живых организмов ранее 3,4 миллиарда лет назад — до возникновения даже таких сравнительно простых организмов, как цианобактерии. Это значительно меняет всю раннюю картину эволюции жизни и показывает, что кислород стали массово получать в ходе фотосинтеза за миллиард с лишним лет до того, как его концентрация в атмосфере поднялась до заметных значений. Соответствующая статья опубликована в Heliyon.

Автор новой работы обращает внимание на то, что фотосинтез требует наличия специфического реакционного центра — набора белков, обеспечивающих превращение энергии света в химическую энергию. Его ключевой элемент — так называемое гетеродимерное ядро — соединение двух различных по структуре белков. Также оно известно как фотосистема I. Считается, что гетеродимер возник из-за удвоения генов, кодирующих составляющие его белки.

Время появления удвоенных генов, вероятно, указывает и на момент возникновения реакционного центра, а значит, и на появление феномена фотосинтеза у живых организмов. Чтобы выяснить, когда именно это произошло, Танаи Кордона применил метод молекулярных часов. Он основан на предположении, что эволюционно значимые мутации в живых организмах происходят с какой-то сравнительно постоянной скоростью. А значит, условно, «отсчитав их обратно», можно вычислить, например, момент расхождения двух видов в ходе эволюции или появление у живых организмов возможности синтезировать кислород.

Однако у метода существует проблема, особенно на больших временных отрезках: не всегда можно уверенно сказать, что скорость таких мутаций действительно не меняется. Автор работы попробовал снять эту трудность за счет байесовского «смягчения» в расчете возраста мутации, при которой фотосистема I стала гетеродимерной.

Байесовский метод позволяет определить вероятность какого-либо события при условии, что произошло другое статистически взаимозависимое с ним событие. Это дает возможность более точно оценить вероятность интересующего исследователя события за фиксированный отрезок времени, взяв в расчет уже известную информацию.

Сделав такие поправки, Кордона получил дату в 3,4 миллиарда лет назад. Это древнее любых известных цианобактерий и вообще довольно близко к моменту образования жизни на Земле. Кроме того, это на миллиард лет раньше Великой кислородной катастрофы — момента, когда в нижних слоях атмосферы в больших количествах появился кислород. До этого события развитие сложных форм жизни было ограничено.

Работа вызывает ряд вопросов. Во-первых, неясно, что мешало фотосинтезирующим организмам насытить атмосферу кислородом ранее Великой кислородной катастрофы — за целый миллиард лет подряд или даже больше. Во-вторых, непонятно, почему пока не обнаружены какие-либо ископаемые находки организмов такой древности, которые могли бы заниматься фотосинтезом. Возможно, фотосинтетики, способные производить кислород, по каким-то причинам находились в маргинальном положении, занимая узкие экологические ниши, и поэтому не могли заметно изменить состав атмосферы ранее, чем 2,45 миллиарда лет назад.

Добавить в закладки
Комментарии
Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы