解構(gòu)“黑暗中的捕光者” 生存條件接近早期地表環(huán)境

，這些因素使解析綠硫細(xì)菌反應(yīng)中心的結(jié)構(gòu)變得困難重重。

生存條件接近早期地表環(huán)境 對研究生命進(jìn)化有重要啟示

據(jù)介紹

，在藍(lán)細(xì)菌和綠色植物等產(chǎn)氧光合生物中，兩類反應(yīng)中心分別進(jìn)化為兩個(gè)不同分工的光系統(tǒng)——光系統(tǒng)Ⅱ能夠利用光能將水裂解，產(chǎn)生質(zhì)子和電子并制造氧氣;光系統(tǒng)Ⅰ能夠吸收太陽能，發(fā)生電荷分離，并將電子傳遞給下游受體形成還原力，用于進(jìn)一步固定二氧化碳，合成有機(jī)物。

“此前學(xué)界推測綠硫細(xì)菌的反應(yīng)中心是類似于綠色植物中的光系統(tǒng)Ⅰ的。但我們從結(jié)構(gòu)上‘看到’雖然它與光系統(tǒng)Ⅰ有相似之處

，比如它們的蛋白結(jié)構(gòu)比較像，但綠硫細(xì)菌反應(yīng)中心的色素?cái)?shù)量比光系統(tǒng)Ⅰ的要明顯減少，而且色素的空間排布也不一樣。”張興介紹說。

值得注意的是，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)綠硫細(xì)菌的反應(yīng)中心色素排列跟光系統(tǒng)Ⅱ非常相似

。這種兼具兩個(gè)光系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的“混沌狀態(tài)”暗示綠硫細(xì)菌的反應(yīng)中心可能代表了早期光合生物反應(yīng)中心的古老特征。

“早期地球不含氧氣，已知的最早生命記錄出現(xiàn)在距今約42.8億年前

，它們只能在極端環(huán)境下生存。約35億年前最早的光合系統(tǒng)誕生，之后隨著放氧光合生物藍(lán)細(xì)菌的出現(xiàn)(約30億年前)，地球含氧量出現(xiàn)猛增，生態(tài)環(huán)境發(fā)生急劇變化。”張興告訴記者，這為寒武紀(jì)的生命大爆發(fā)奠定了基礎(chǔ)。

“古細(xì)菌長期進(jìn)化衍生過程中體現(xiàn)的適應(yīng)能力，尤其是光合作用的進(jìn)化