Материалы портала «Научная Россия»

О происхождении фотосинтеза

О происхождении фотосинтеза
На основании изучение белка D1, важного компонента фотосистемы II, построено эволюционное древо первых фотосинтезирующих организмов. Самая древняя версия D1 обнаружилась у бактерии, живущей в лавовых пещерах на Гавайях.

Биологи из Имперского колледжа Лондона (Великобритания) под руководством доктора Танаи Кардона (Tanai Cardona) сумели пролить свет на происхождение фотосинтеза — важнейшего процесса, который позволяет растениям вырабатывать на свету из углекислого газа питательные вещества и кислород, а людям и другим животным этим кислородом дышать. Содержание статьи британских ученых, опубликованной в журнале Molecular Biology and Evolution, кратко пересказывается в пресс-релизе издательства Oxford University Press.

Фотосинтез впервые появился в период между 3,2 и 2,7 млрд лет назад у примитивных доядерных одноклеточных существ — цианобактерий. Чтобы разобраться, как это происходило, ученые из Имперского колледжа Лондона исследовали фотосинтезирующие аппараты ныне живущих фотосинтезирующих бактерий. Точнее, их интересовал один конкретный протеин (белок) D1 — ключевой элемент фотосистемы II, которая отвечает за обеспечение электронами всей цепочки фотосинтеза.

Оказалось, что этот ключевой белок существует у современных бактерий в пяти основных формах, и некоторые из этих форм, похоже, возникли еще до того, как древние цианобактерии оксидизировали, то есть насытили кислородом, окислили первичный океан и атмосферу. Самая древняя версия D1 обнаружилась у бактерии Gloeobacter kilaueensis JS-1, обитающей в лавовых пещерах на Гавайях. Геном этой бактерии был расшифрован совсем недавно.

«Думаю, главный результат нашей работы — это то, что мы смогли показать, как эволюция биологической оксидизации воды может быть изучена экспериментально, — сказал д-р Кардона. — Такие исследования позволяют пролить свет не только на эволюцию фотосинтеза, но и на условия, которые существовали на Земле миллиарды лет назад, когда этот процесс только начинался».

Напомним, что в прошлом году американским ученым удалось зафиксировать процесс расщепления воды при фотосинтезе, что открывает новые перспективы в разработке искусственных систем оксидизации воды. А недавно было сделано другое интересное открытие, связанное с фотосинтезом — оказалось, что морской слизень Elysia chlorotica «одалживает» гены у водоросли, которой он питается, чтобы заняться фотосинтезом и вырабатывать таким образом питательные вещества самостоятельно, когда ему нечего есть.

белок d1 фотосинтез цианобактерии

Назад

Социальные сети

Комментарии

  • Александр, 12 марта 2015 г. 7:53:25

    Любые биологические организмы могут только потреблять кислород. Процессов, выделяющих кислород, в клетках принципиально быть не может. Это противоречит второму началу. Заместить и вытеснить кислород из клеток может только более активный окислитель, например фтор. Но его в биологических организмах нет.

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий