Цианобактерии изобрели три способа кислородного дыхания

Австралия, США

• Жизнь

Как полагает современная наука, первые живые организмы на Земле получали энергию химическим путем - из окислительно-восстановительных реакций. По-видимому, они участвовали в разных естественных процессах в качестве катализатора, используя выделяющуюся энергию в своих целях. Примерно 3,8 миллиарда лет назад появился другой способ получения энергии - фотосинтез. В этом случае источником энергии являлся солнечный свет. Поглощая его, одни организмы выделяли кислород (оксигенные автотрофы), а другие (аноксигенные автотрофы) - нет. Учитывая тот факт, что ранняя атмосфера планеты содержала крайне мало кислорода, можно считать, что аноксигенные появились раньше оксигенных.

С возникновением организмов, выделяющих кислород в процессе фотосинтеза, земная атмосфера стала обогащаться этим элементом. Первое время он окислял горные породы и газы. Особенно высокий уровень его был в тех местах, где располагались колонии оксигенных бактерий. Но затем кислород стал насыщать атмосферу, что вызвало кислородную катастрофу около 2 миллиардов лет назад.

Специалисты считают первыми оксигенными фотоавтотрофами цианобактерий. Исследователи из Квинслендского университета и их коллеги из Калифорнийского технологического института изучили геномы четырех десятков цианобактерий и установили, что у их общего предка не было генов, позволявших осуществлять фотосинтез. Из трех классов цианобактерий (Melainabacteria, Sericytochromatia, Oxyphotobacteria) два и не обладают такой способностью. Очевидно, что возможность осуществлять фотосинтез третий класс (Oxyphotobacteria) приобрел уже отделившись в своем развитии от остальных форм.

При этом все классы цианобактерий используют кислород для дыхания, правда, применяя разные наборы белков. Исследователи считают, что общий предок этих организмов не использовал кислород. Его потомки "дошли" до этого сами, каждый класс своим путем, получив в конечном итоге разные варианты кислородного дыхания. Работа опубликована в журнале Science.

Вера Максимова, 31.03.2017 17:34