Tlen był produkowany na Ziemi o miliard lat wcześniej niż sądzimy?

[KopalniaWiedzy.pl 165]

Mikroorganizmy produkujące tlen w procesie fotosyntezy mogły istnieć na Ziemi co najmniej miliard lat wcześniej, niż dotychczas sądzono. Najnowsze odkrycie może zmienić nasze spojrzenie na ewolucję życia na Ziemi oraz na to, jak mogło ono ewoluować na innych planetach.

Na Ziemi tlen jest niezbędny do powstania bardziej złożonych form życia, które wykorzystują go w procesie produkcji energii.
Przed około 2,4 miliarda lat temu na Ziemi doszło katastrofy tlenowej. To nazwa wielkich przemian środowiskowych na Ziemi, których przyczyną było pojawienie się dużych ilości tlenu w atmosferze.

Część naukowców uważa, że cyjanobakterie, które dostarczyły tlen do atmosfery, pojawiły się stosunkowo niedługo przed katastrofą tlenową. Jednak, jako, że cyjanobakterie wykorzystują dość złożony mechanizm fotosyntezy, podobny do tej używanego obecnie przez rośliny, inni uczeni uważają, że przed cyjanobakteriami mogły istnieć inne, prostsze mikroorganizmy produkujące tlen.

Teraz naukowcy z Imperial College London poinformowali o znalezieniu dowodów na obecność fotosyntezy tlenowej na co najmniej miliard lat przed pojawieniem się cyjanobakterii.

Wiemy, że cyjanobakterie są bardzo starymi formami życia. Nie wiemy jednak dokładnie, jak starymi. Jeśli cyjanobakterie liczą sobie, na przykład, 2,5 miliarda lat, to z naszych badań wynika, że fotosynteza tlenowa zachodziła na Ziemi już 3,5 miliarda lat temu. To zaś wskazuje, że pomiędzy powstaniem Ziemi a fotosyntezą prowadzącą do powstania tlenu nie musiało minąć tak dużo czasu, jak sądziliśmy, mówi główny autor badań, doktor Tanai Cardona.

Jeśli fotosynteza tlenowa wyewoluowała wcześnie, oznacza to, że jest ona procesem, z którym ewolucja dość łatwo potrafi sobie poradzić. To zaś zwiększa prawdopodobieństwo pojawienia się jej na innych planetach i pojawienia się, wraz z nią, złożonych form życia.

Jednak stwierdzenie, kiedy na Ziemi pojawili się pierwsi producenci tlenu, jest trudne. Im starsze są skały, tym rzadziej występują i tym trudniej udowodnić, że znalezione w nich skamieniałe mikroorganizmy wykorzystywały lub wytwarzały tlen.

Zespół Cardony nie zajmował się więc skamieniałymi mikroorganizmami, a postanowił zbadać ewolucję dwóch głównych protein zaangażowanych w fotosyntezę, w wyniku której powstaje tlen.

W pierwszym etapie fotosyntezy cyjanobakterie wykorzystują światło do rozbicia wody na protony, elektrony i tlen. Pomocny jest w tym kompleks białkowy o nazwie Fotoukład II.

Fotoukład II złożony jest m.in. z homologicznych protein D1 oraz D2. W przeszłości było one identyczne, jednak obecnie są one kodowane przez różne sekwencje co wskazuje, że w pewnym momencie się rozdzieliły. Nawet wówczas, gdy były identyczne, były one w stanie prowadzić fotosyntezę tlenową. Jeśli jednak udałoby się określić moment, w którym się rozdzieliły, byłby to moment, w którym na pewno tlen powstawał na Ziemi w wyniku fotosyntezy.

W przeszłości zatem podobieństwo sekwencji genetycznych kodujących D1 i D2 wynosiło 100%, obecnie zaś kodujące je sekwencje w cyjanobakteriach i roślinach są podobne do siebie w 30%. Naukowcy wykorzystali więc złożone modele statystyczne oraz znane fakty z historii ewolucji fotosyntezy, by dowiedzieć się, w jakim czasie mogło dojść do zmiany ze 100 do 30 procent. Wyliczyli, że D1 i D2 w Fotoukładzie II ewoluowały wyjątkowo powoli. Okazało się, że musiało minąć co najmniej miliard lat, by doszło do takiej zmiany w kodującej obie proteiny sekwencji genetycznej.

Nasze badania sugerują, że fotosynteza tlenowa rozpoczęła się prawdopodobnie na długo przed pojawieniem się ostatniego przodka cyjanobakterii. Jest to zgodne z ostatnimi badaniami geologicznymi, które wskazują, że zlokalizowane gromadzenie sie tlenu było możliwe już ponad 3 miliardy lat temu. Tym samym pojawienie się cyjanobakterii i pojawienie się fotosyntezy, w wyniku której powstaje tlen, nie jest tym samym zjawiskiem. Pomiędzy oboma wydarzeniami mogło upłynąć bardzo dużo czasu. Dla nauki oznacza to wielką zmianę perspektywy, stwierdza Cardona.

« powrót do artykułu

[nantaniel 32]

11 godzin temu, KopalniaWiedzy.pl napisał:

Naukowcy wykorzystali więc złożone modele statystyczne oraz znane fakty z historii ewolucji fotosyntezy, by dowiedzieć się, w jakim czasie mogło dojść do zmiany ze 100 do 30 procent.

Mogli jeszcze wykorzystać kości i wnętrzności - podobno z nich też się dobrze wróży

Cytat

Nasze badania sugerują, że fotosynteza tlenowa rozpoczęła się prawdopodobnie 

Bez komentarza

Edytowane 29 listopada 2018 przez nantaniel

[Jarkus 18]

Haha! Jakie dowcipne. LOL.Rotfl.

NIE! Jednak nie.

Mógłbym zapytać które - twoim zdaniem - elementy tej pracy: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/gbi.12322  obarczone są tak dużym błędem i jakie masz podstawy, by tak twierdzić. Nie ma to jednak sensu bo wiem, że nie masz nic na obronę swojej tezy (jeśli to co napisałeś, w ogóle można tak nazwać).

Zamiast tego przetłumaczę twój komentarz z języka sarkazmu na język faktów:

12 godzin temu, nantaniel napisał:

23 godziny temu, KopalniaWiedzy.pl napisał:

Naukowcy wykorzystali więc złożone modele statystyczne oraz znane fakty z historii ewolucji fotosyntezy, by dowiedzieć się, w jakim czasie mogło dojść do zmiany ze 100 do 30 procent.

Mogli jeszcze wykorzystać kości i wnętrzności - podobno z nich też się dobrze wróży

Tłumaczenie: "Nie przeczytałem ani nawet nie przejrzałem pracy wspomnianych naukowców. Nie mam najmniejszego pojęcia o statystyce, biologii molekularnej i ewolucji białek. Nie potrafię sobie nawet wyobrazić, jak można datować tak dawne wydarzenia. A skoro JA nie potrafię sobie czegoś wyobrazić, to znaczy że to szarlataneria i wróżbiarstwo."

12 godzin temu, nantaniel napisał:

Cytat

Nasze badania sugerują, że fotosynteza tlenowa rozpoczęła się prawdopodobnie 

Bez komentarza

Ja natomiast skomentuję, bo najwyraźniej albo nie wiesz jak działa nauka, albo to ignorujesz bo tak ci pasuje do twoich z nauki heheszków.

W skrócie - mamy 2 podejścia. Pokażę łatwe do ogarnięcia przykłady na obecnie obowiązujących teoriach naukowych.

Pierwsze:

Jest rok 1905. Nazywam się Albert Einstein. Publikuję właśnie efekty mojej pracy. Stanowczo twierdzę, że... - i tu mamy STW

Drugie:

Jest rok 1909. Nazywam się Ernest Rutherford. Publikuję wyniki eksperymentu, który właśnie przeprowadziłem z kolegami. Sugerują one, że dotychczas uznawany model budowy atomu Thomsona jest błędny. Prawdopodobnie atom wygląda tak: ... - i tu mamy planetarny model atomu Rutherforda bliski już obecnie obowiązującemu.

Kilka eksperymentów więcej + trochę matematyki i w 1913 roku mamy poprawioną wersję (czyli rozwinięcie poprzedniej a nie wyrzucenie jej do kosza) - model atomu Bohra. Jeszcze kilkanaście lat i trochę mechaniki kwantowej - i mamy kolejne tuningi, itd.

Tak się pcha naukę do przodu.

[Ksen 3]

W dniu 29.11.2018 o 01:21, KopalniaWiedzy.pl napisał:

Wiemy, że cyjanobakterie są bardzo starymi formami życia. Nie wiemy jednak dokładnie, jak starymi. Jeśli cyjanobakterie liczą sobie, na przykład, 2,5 miliarda lat, to z naszych badań wynika, że fotosynteza tlenowa zachodziła na Ziemi już 3,5 miliarda lat temu. To zaś wskazuje, że pomiędzy powstaniem Ziemi a fotosyntezą prowadzącą do powstania tlenu nie musiało minąć tak dużo czasu, jak sądziliśmy, mówi główny autor badań, doktor Tanai Cardona.

Istotne jest to, czy ci pierwotni producenci tlenu posiadali nukleotyd sterujący ich funkcjami życiowymi, czy też nie.

Dlaczego?

Gdyby sterowanie za pomocą nukleotydu pojawiło się dopiero z sinicami, oznaczałoby to, że pomiędzy powstaniem protokomórek a implantacją nukleotydu podtrzymującego syntezę białek i podział komórki, upłynęło 1,3 miliarda lat. A jeżeli wcześniej, to 0,3 mld. Różnica 1 miliarda lat zmienia postrzeganie stopnia prawdopodobieństwa na powstanie życia i umacnia bądź osłabia hipotezę jedynej Ziemi.