新研究发现：奇怪的细菌暗示着光合作用的古老起源

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稀有细菌内部的结构与今天植物光合作用的结构相似，这表明这个过程比我们想象的要古老。

这一发现可能意味着光合作用的进化需要重新思考，并颠覆传统观念。

光合作用是利用太阳的能量通过化学反应产生糖的能力。如今，植物、藻类和一些细菌进行“有氧”光合作用，将水分解成氧气和氢气，为这一过程提供动力，并将氧气作为废物释放出来。

有些细菌进行的是“无氧”光合作用，这种光合作用利用水以外的分子为光合过程提供动力，不释放氧气。

科学家们一直认为无氧光合作用更“原始”，而有氧光合作用是从无氧光合作用进化而来的。在这种观点下，无氧光合作用在35亿年前出现，而有氧光合作用在10亿年后才出现。

然而，通过分析一种古老细菌的内部结构，伦敦帝国理工学院的研究人员提出，在人们普遍认为的10亿年前，氧光合作用的一个关键步骤可能已经实现。

这项新研究发表在《植物科学趋势》杂志上。

该研究的第一作者,博士Tanai卡多纳·生命科学部门的帝国,说:“我们开始看到的大部分不支持建立了光合作用的进化故事的真实数据我们得到早期细菌光合作用系统的结构和功能。”

他们研究的细菌是modesticaldum Heliobacterium，这种细菌存在于温泉、土壤和被水浸透的农田周围，在那里进行缺氧光合作用。它与蓝藻的亲缘关系非常遥远，蓝藻是当今进行氧气光合作用的主要细菌。

这是如此遥远的关系，它最后有一个“共同祖先”与蓝藻数十亿年前。这意味着这两种细菌的共同特征很可能也存在于产生这两种细菌的古代细菌中。

卡多纳博士分析了现代蓝藻和刚毛藻进行不同类型光合作用的结构，发现了惊人的相似之处。

这两种结构都包含一个蓝藻和植物专门用来分裂水的位置——这是氧光合作用的第一个关键步骤。

蓝细菌的进化也通常被认为是第一次出现氧的光合作用,但事实上,h . modesticaldum包含一个类似的网站意味着构建块产氧光合作用可能比想象中的更古老,和光合作用一样古老,因此可以更早些出现在地球的历史。

卡多纳博士还认为，这可能意味着氧的光合作用不是由无氧光合作用进化而来的10亿年的产物，但它可能是一种进化得更快的性状，如果不是第一个进化的话。

卡多纳博士说:“这一结果有助于非常详细地解释为什么负责光合作用和氧气生产的系统是今天的样子——但要想有意义，就需要我们改变看待光合作用进化的视角。”

“传统观点认为，无氧光合作用首先进化，在有氧光合作用进化之前的大约10亿年或更长的时间里，它是唯一的一种类型。在这种细菌中，这些结构根本不应该存在。”

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