Фотосинтез был на миллиард лет раньше: открытие, которое переворачивает всё

Оказывается, процесс, подаривший планете свободный кислород, начался гораздо раньше, чем считалось. Новое исследование полностью меняет нашу картину происхождения жизни на Земле.

Фото: commons.wikimedia.org by Искандер Мамашаев, https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Земля

Что мы знали раньше

Около 2,45 миллиарда лет назад в атмосфере Земли начал скапливаться кислород. Этот момент получил название "кислородной катастрофы".

Его связывают с появлением цианобактерий — микроорганизмов, впервые научившихся извлекать энергию из солнечного света с помощью сложного белкового комплекса — Фотосистемы II. Именно этот механизм позволяет окислять воду и выделять кислород.

Но правда может быть иной

Группа исследователей во главе с Танаи Кардоной из Имперского колледжа Лондона пошла дальше. Они изучили два ключевых белка — D1 и D2, — составляющих "сердце" Фотосистемы II. Эти белки участвуют в связывании молекул хлорофилла и каротинов, необходимых для фотохимических реакций.

Различия между D1 и D2 оказались минимальными. Учёные пришли к выводу: оба белка произошли от одного, более простого предшественника. А значит, оксигенный фотосинтез мог существовать задолго до появления цианобактерий.

Загадка древнего фотосинтеза

По расчётам исследователей, предшественник D1 и D2 появился ещё в раннем архейском эоне — примерно 3,5 миллиарда лет назад. Это на миллиард лет раньше, чем "официальное" начало насыщения атмосферы кислородом.

"Наша работа показывает, что оксигенный фотосинтез начался задолго до появления первого предка цианобактерий, — говорит Кардона. — Происхождение фотосинтеза и цианобактерий — это два разных процесса, между которыми прошло значительное время".

Почему это важно

Если кислород начал выделяться раньше, чем считалось, то и условия для появления сложной жизни могли сформироваться раньше. Это открывает новые горизонты в изучении эволюции — и, возможно, в поиске жизни на других планетах.

Уточнения

Фотоси́нтез (от др.-греч. φῶς - "свет" и σύνθεσις - "соединённый", "складной", "связывание", "синтез") — сложный химический процесс преобразования энергии видимого света (в некоторых случаях инфракрасного излучения) в энергию химических связей органических веществ при участии фотосинтетических пигментов (хлорофилл у растений, бактериохлорофилл у бактерий и бактериородопсин у архей).