С самого своего появления жизнь стала производить кислород

Великобритания

• Жизнь

По данным науки, живые организмы изобрели фотосинтез (получение энергии с помощью света) около 3,5 миллиардов лет назад. При этом, не обязательно выделяя кислород. Существует и другой путь этого процесса, когда кислород не вырабатывается. Он менее энергоэффективен и для него нужна не вода, а другие вещества, вроде серы, железа или мышьяка. Тем не менее, его до сих пор используют некоторые прокариоты в качестве альтернативного источника энергии. Как полагают специалисты, такой фотосинтез появился первым.

Установить время появления оксигенного (кислородного) фотосинтеза оказалось достаточно проблематично. С одной стороны геологи предлагают обратить внимание на окисленные горные породы, возраст которых составляет 3,8 миллиарда лет. А палеонтологи с помощью современных технологий разглядели клеточные оболочки цианобактерий, производивших кислород, в образцах, возрастом в 3,5 миллиарда лет. Но не все согласны с подобными свидетелями и сомневаются как в достоверности датировки, так и в биологическом происхождении образцов.

Генетик Танай Кардона (Tanai Cardona) из Имперского колледжа Лондона подошел к решению задачи творчески. Он сосредоточился на генах белков, которые необходимы для кислородного фотосинтеза. Их составной частью является гетеродимерное ядро - соединение двух разных по структуре белков. При этом оба варианта фотосинтеза (с кислородом и без) используют фермент фотосистема I, но с различиями в строении его центра.

Используя метод молекулярных часов, исследователь рассчитал, сколько времени потребовалось на накопление мутаций для запуска кислородной линии. Как пояснил сам исследователь, впервые ставилась задача оценки времени эволюции фотосистем. Результат получился ошеломляющим - фермент фотосистемы I старше Земли. Дабы не приписывать заслугу его создания инопланетянам, автор работы применил байесовскую релаксацию, предположив, что накопление мутаций шло неравномерно - вначале быстро, потом замедленно. Это позволило установить, что расхождение в устройстве активных центров началось более 3,4 миллиардов лет назад. Различия не были делом случая, это была защита белка от активных форм кислорода. И ее появление отмечало начало эпохи оксигенного фотосинтеза. Работа опубликована в журнале Heliyon.

Вера Максимова, 10.03.2018 17:33