Фотосинтез назвали почти ровесником жизни

Древние микробы могли производить кислород посредством фотосинтеза на миллиард лет раньше, чем считалось. Согласно новой работе, необходимые для фотосинтеза молекулярные машины появились у одноклеточных архей еще 3,6 миллиарда лет назад, то есть ненамного позже, чем появилась сама жизнь. Статья с результатами опубликована в журнале Heliyon.

Фотосинтез — это процесс преобразования света в энергию химических связей. Существует два основных типа фотосинтеза: оксигенный и аноксигенный. Первый тип использует энергию света для разрушения молекул воды, благодаря чему появляется свободный кислород. Второй тип использует такие соединения, как сероводород, и во время него кислород не появляется. Первый тип — это важнейший элемент как современной жизни, так и древней, ведь именно благодаря ему изначально бескислородная атмосфера Земли обогатилась этим веществом. Конкретное время появления живых организмов, способных к фотосинтезу, остается предметом научных споров. Обычно считается, что первыми подобными формами были цианобактерии, однако результаты новой работы указывают, что задолго до них это могли делать другие микробы.

«Мои выводы означают, что поддерживающий практически всю жизнь на сегодняшней Земле процесс появился намного раньше, чем мы думали, — говорит автор статьи Танаи Кардона из Имперского колледжа Лондона. — Может оказаться, что кислород, ставший доступным настолько рано, дал микробам возможность стать настолько разнообразными и доминировать на планете в течение миллиардов лет. Это может оказаться тем фактором, благодаря которому микробы покинули колыбель, где возникла жизнь, и заселили все уголки Земли более трех миллиардов лет назад».

Ранее ученые считали аноксигенный фотосинтез более древним, а атмосферу Земли лишенной кислорода до примерно 2,4 — 3 миллиардов лет назад. Обычно датировать это пытаются по геологическим следам окисленных пород, но в новой работе сравниваются внутренности молекулярных машин, ответственных за фотосинтез разных типов. В результате можно оценить, насколько давно кодирующие их гены стали разными. Оказалось, что фотосинтез как минимум древнее 3,4 миллиардов лет. «Это первая работа, в которой пытаются определить временные рамки эволюции фотосистем, — поясняет Кардона. — Результаты указывают, что оксигенный фотосинтез возник на раннем этапе эволюции жизни».