Выяснились особенности первых фотосинтезирующих организмов

НАСА

• Жизнь

Бактерии и археи, как самые древние организмы, возникли миллиарды лет назад. Выбора у них не было - у земной атмосферы того времени не было защитного озонового слоя и она буквально купалась в жестких космических лучах. Хрупким крошкам-микроорганизмам пришлось обитать в глубинах океана, где слой воды служил защитным экраном. На ранней Земле с энергией дела обстояли из рук вон плохо и первые существа были вынуждены изобрести так называемые родопсины - особые белки, которые получали энергию из солнечного света и использовали ее для питания клеток. Подобные им белки есть у нас в глазах, где они работают, как светочувствительные элементы. Исследователи разобрались, какими были эти родопсины фотосинтезирующих первопроходцев два с половиной - четыре миллиарда лет назад. Работа опубликована в издании Molecular Biology and Evolution.

Кэтрин Сефус из Центра ранней жизни и эволюции NASA с коллегами изучили такие белки у разных современных организмов при помощи современных методик и выяснили, как обстояло дело у их древних предков, обитавших в разных местах миллиарды лет назад. В ходе исследования удалось установить, что родопсины работали как протонные насосы, запускаемые светом и поглощающие целенаправленно волны синего и зеленого цвета. Такая специализация объясняется тем, что только такое излучение проникает в глубокие слои воды, где микроорганизмы прячутся от ультрафиолета.

Дальнейшая перестройка и развитие функций данного белка связаны с изменением состава атмосферы, появлением кислорода и озонового слоя, защитившего наконец Землю от разрушающего действия космических лучей, после чего жизнь получила возможность развиваться у поверхности. Специалисты хотели бы при помощи методов синтетической биологии получить образцы древнего родопсина. Это стало бы большим подспорьем в понимании процесса зарождения жизни на Земле. И заделом на будущее - вполне возможно, что этапы ее становления являются всеобщими и можно будет получить подсказку, где следует искать жизнь вне Земли.

Вера Максимова, 28.06.2022 13:42