Her er hva en ny studie avslører

- Ole Andersen

For milliarder av år siden ville ikke havene på planeten vår vært blå, men grønn. Dette er hypotesen støttet av en ny utført av et internasjonalt team ledet av forskere fra fysikkavdelingen ved University of Nagoya, Japan, og publisert i magasinet Naturøkologi og evolusjon. Denne konklusjonen ble oppnådd gjennom analysen av de fotosyntetiske egenskapene til Cyanobacteria Dell’archaneanansett blant de første encellede organismer som befolker de terrestriske havene. Disse mikroorganismene regnes også som de viktigste lederne av den store oksidative hendelsen, som skjedde For 2,4 milliarder år sidensom radikalt ville opprøre den kjemiske sammensetningen av atmosfæren og havene, og øke innholdet i betydelig oksygen.

DE Cyanobacteria Jeg er Fotosyntetikkdet vil si i stand til å utføre fotosyntese. Som planter bruker de pigmentene til klorofyll Å absorbere sollys, spesielt bølgelengdene til blått og rødt. Imidlertid ville de første cyanobakteriene utviklet tilbehørspigmenter, organisert i kalt proteinstrukturer Ficobilisomesinneholder molekyler som stikkendei stand til å absorbere lys i komplementære bølgelengder til klorofyll.

Procchlorococcus marinus med overlappende fargelegging i grønt, en moderne Cianobacteria Marine. Kilde: Wikimedia Commons

På dette tidspunktet stilte forskere seg selv et grunnleggende spørsmål: fordi cyanobakteriene burde ha utstyrt seg med Andre pigmenter I tillegg til klorofyll? For å finne en tilfredsstillende respons har forfatterne av studien integrert Numeriske modelleri stand til å simulere den oseaniske kjemiske sammensetningen og det luminøse spekteret under vannet under arkeanen og den store oksidasjonskrisen, med genetisk ingeniørteknikker rettet mot å identifisere miljøforholdene som er gunstige for utviklingen av prient -være. De gjennomførte også Filogenetisk analyse Å rekonstruere de evolusjonære egenskapene til de første cyanobakteriene. Resultatene avslørte at utviklingen av Ytterligere pigmenter Det fant sted som en adaptiv respons på spesifikke miljøendringer, spesifikt, til liv i hav dominert av grønt nyanser.

Under den store oksidative hendelsen reagerte oksygenet produsert av cyanobakteriene med Ferroso Iron (Fe (II)) rikelig i datidens hav, og danner partikler av Jernhydroksyd (Fe (OH) ₃). Disse uoppløselige partiklene modifiserte radikalt det lyse spekteret som trenger inn i vannet, og fortrinnsvis absorberende de røde og blå bølgelengdene, og forlater hovedsakelig grønt lys (Bølgelengde mellom 500 og 660 nanometer). Følgelig fikk havene på seg et grønnaktig utseende.

Som svar på endringen av det lyse spekteret under vann, ville cyanobakterier spesialisert proteinet stikkende Å effektivt absorbere grønt lys, og dermed tilpasse seg det nye rike jernmiljøet og tillate dets diffusjon og kontinuerlige evolusjon.

Iwo Island, i Satsunan Archipelago, Kyushu, i 2023 Kreditt: Taro Matsuo / Nagoya University Research Information

Kilder

Matsuo, T., Ito-Miwa, K., Hosino, Y., Fujii, Yi, Kanno, S., Fujimoto, KJ, Tsuji, R., Takeda, S., Onami, C., Arai, C. og Yoshiyama, Y., 2025 Light-Harvesting System. Nature Ecology & Evolution, s.1-14. Nagoya University forskningsinformasjon