منشاء فتوسنتز یک میلیارد سال زودتر از تصور قبلی است

نتایج یک مطالعه جدید نشان می دهد که میکروب های قدیمی یک میلیارد سال زودتر از زمانی که گمان می رود، عملیات فتوسنتز را انجام می دادند.

کد خبر: ۲۰۷۱۶۰

تاریخ: ۱۶ اسفند ۱۳۹۶ - ۱۶:۱۱

به گزارش ایران اکونومیست به نقل از خبرگزاری یونایتدپرس، فتوسنتز --قابلیت تبدیل نور خورشید به انرژی قابل استفاده و تولید اکسیژن -- باعث تکامل اولیه روی زمین شد و زمینه را برای پیدایش ارگانیسم های پیچیده تر هموار کرد. اما محققان در خصوص این موضوع که چه زمانی ارگانیسم ها برای اولین بار قادر به انجام فتوسنتز شدند، توافق ندارند.
بسیاری از محققان بر این باورند که فتوسنتزآنوکسیژنیک (anoxygenic photosynthesis) ابتدا به وجود آمده است؛ در فتوسنتز آنوکسیژنیک سولفید هیدروژن یا مواد معدنی مانند آهن تجزیه می شود اما اکسیژن تولید نمی شود.
به اعتقاد این محققان، تئوری مبنی بر اینکه سینوباکتری می تواند فتوسنتز اکسیژنیک انجام دهد، بعدا حدود 2.4 تا 3 میلیارد سال قبل ظهور کرد.
اما اکنون تحقیق دکتر 'تانای کاردونا' از دانشگاه امپریال کالج لندن موضوع دیگری را نشان می دهد.
وی در این تحقیق به جای جستجو به دنبال علائم اکسیژن در صخره های قدیمی که یک روش سنتی برای اثبات قدمت فتوسنتز است، سیستم های بیومکانیکی مسئول فتوسنتز را در میکروب های اولیه که به اصطلاح فتوسیستم ها نامیده می شوند، جستجو کرد.
هر دو فتوسنتز اکسیژنیک و آنوکسیژنیک به آنزیمی به نام Photosystem I تکیه دارند اما ترکیبات هسته این آنزیم در هر سیستم متفاوت است.
کاردونا فرض کرد که اگر بتواند زمانی را که این آنزیم این دو کاربرد متفاوت را پیدا کرده است تعیین کند، در آن صورت می تواند زمانی را که فتوسنتز اکسیژنیک برای اولین بار به وجود آمده است، تخمین بزند.
تجزیه و تحلیل های وی که در مجله Heliyon منتشر شد، نشان داد که این تفاوت های ژنتیکی ابتدا 3.4 میلیارد سال پیش بروز کرد؛ یعنی پیش از زمانی که تصور می شود سیانوباکتری برای اولین بار در اقیانوس ها ظاهر شده است.
نتایج این تجزیه و تحلیل ها حاکی از این احتمال است که فتوسنتز اکسیژنیک-- رویه ای که تمام اکسیژن روی زمین را تولید کرده است -- در واقع در یک مرحله بسیار زودتر در تاریخ تکامل حیات آغاز شده است. این موضوع به حل یکی از اختلافات بزرگ در زیست شناسی امروز کمک می کند.
کاردونا در بخشی از تحقیق خود سرعت تکامل فتوسیستم ها را از بدو پیدایش سیانوباکتری تا امروز اندازه گرفت. سرعت کند تکامل زمانی که به عقب برمی گردد نشان می دهد که فتوسیستم ها قبل از پیدایش زمین ظاهر شدند . این محاسبات نشان می دهند که احتمالا فتوسیستم ها سریعتر از زمانی که زمین جوان و داغ بود، به وجود آمده اند.