यूरेरेड: पहले नीले-हरे शैवाल से पहले ऑक्सीजन?

फोटो-प्रोटीन ने 3.5 बिलियन साल पहले ऑक्सीजन का उत्पादन किया था

पहले साइमनोबैक्टीरिया से भी एक अरब साल पहले, रोगाणुओं ने ऑक्सीजन का उत्पादन किया हो सकता है। © अपरिभाषित / iStock
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आश्चर्यजनक रूप से शुरुआती: पहले साइनोबैक्टीरिया से लगभग एक अरब साल पहले, आदिम रोगाणुओं ने ऑक्सीजन का उत्पादन किया हो सकता है। क्योंकि उनके पास प्रोटीन का एक प्रारंभिक अग्रदूत था, जिसके साथ पौधे आज अपनी प्रकाश संश्लेषण क्रिया करते हैं। शोधकर्ताओं ने यह पता लगाया जब उन्होंने इन फोटोसिस्टम प्रोटीन के विकास को फिर से बनाया। उनके निष्कर्ष यह भी बता सकते हैं कि पृथ्वी की पहली ऑक्सीजन कहाँ से आई थी।

लगभग 2.4 बिलियन पहले, पृथ्वी के वायुमंडल ने एक बड़ा परिवर्तन किया: सियानोबैक्टीरिया ने प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से बड़ी मात्रा में ऑक्सीजन का उत्पादन करना शुरू कर दिया, जिससे वातावरण की ऑक्सीजन सामग्री तेजी से बढ़ गई। बस puzzling: प्राइमल तलछटी चट्टानों का सुझाव है कि पहले नीले-फूल खिलने से बहुत पहले पृथ्वी पर निश्चित रूप से ऑक्सीजन था, हालांकि आज जितना नहीं है।

शुरुआती ऑक्सीजन के बारे में पहेली

लेकिन यह ऑक्सीजन कहां से आई? कुछ शोधकर्ताओं को संदेह है कि साइनोबैक्टीरिया को पहले से सोचा गया था या प्रकाश द्वारा कार्बन डाइऑक्साइड की दरार जैसे अजैविक प्रक्रियाओं ने पहली ऑक्सीजन जारी की थी। अन्य लोग रेड-वायलेट फोटोपिगमेंट के साथ बैक्टीरिया द्वारा ऑक्सीजन के उत्पादन को अधिक संभावना मानते हैं।

इंपीरियल कॉलेज लंदन के तनाई कार्डोना और उनकी टीम ने एक और संभावना की खोज की है। अपने अध्ययन के लिए, उन्होंने फोटोसिस्टम II के दो मुख्य प्रोटीनों के विकास को फिर से संगठित किया। पहले के अध्ययनों ने सुझाव दिया था कि दोनों प्रोटीन केवल एक अणु में वापस जाते हैं - और इससे ऑक्सीजन की रिहाई के साथ पहले आर्किया को फोटोरिएक्शन के सरल रूप में मदद मिल सकती है।

दो प्रोटीन डी 1 और डी 2 फोटोसिस्टम II / पिसुम / सार्वजनिक डोमेन के नाभिक का निर्माण करते हैं

सायनोबैक्टीरिया से एक अरब साल पहले

लेकिन बड़ा सवाल यह था कि ऑक्सीजन पैदा करने वाले प्रोटीन का यह प्रागैतिहासिक पूर्व अस्तित्व में कब आया था? यह पता लगाने के लिए, शोधकर्ताओं ने विभिन्न पौधों, शैवाल और बैक्टीरिया में दो मौजूदा फोटोसिस्टम प्रोटीन के अमीनो एसिड दृश्यों की तुलना की। अधिक और कम संबंधित वंशावली के बीच के अंतर से, उन्होंने उस दर को फिर से जोड़ दिया जिस पर दो प्रोटीनों का विचलन होना चाहिए और इस प्रकार अनुमान लगा सकते हैं कि जब सामान्य अग्रदूत प्रोटीन मौजूद था। प्रदर्शन

परिणाम: "हमारे अध्ययन से पता चलता है कि प्रकाश संश्लेषण का ऑक्सीजन उत्पादक हिस्सा पहले साइनोबैक्टीरिया से बहुत पहले पैदा हुआ, " कार्डोना कहते हैं। "पहले से ही लगभग एक अरब साल पहले नीले-हरे शैवाल के पूर्वज ने प्रकाश संश्लेषण शुरू किया था, प्रारंभिक आर्किया में एक फोटोसिस्टम था जो पानी को विभाजित कर सकता था।" ये बहुत पहले जीव पानी का उत्पादन करने के लिए सूरज की रोशनी का उपयोग कर सकते थे। और CO2 ऑक्सीजन उत्पन्न करते हैं और ऊर्जा प्राप्त करते हैं।

“हमारे विचारों में भारी बदलाव

यह परिदृश्य इस बात के लिए और स्पष्टीकरण दे सकता है कि 2.4 बिलियन वर्ष से अधिक समय पहले भी महान ऑक्सीजनकरण के कारण पृथ्वी पर ऑक्सीजन था, लेकिन ऐसा करने के लिए पर्याप्त नहीं था उर्ध्व-वायुमंडल दृढ़ता से बदलते हैं। हालांकि दो फोटोसिस्टम प्रोटीन के अग्रदूत वास्तव में ऑक्सीजन का उत्पादन कर सकते थे, यह शायद अभी भी अपेक्षाकृत अप्रभावी था, जैसा कि शोधकर्ताओं ने समझाया है। केवल तभी जब दो उपप्रकार उभरे, यह परिवर्तन किया।

"इसका मतलब है कि ऑक्सीजन-उत्पादक प्रकाश संश्लेषण और सियानोबैक्टीरिया का विकास समान नहीं है - यह दो घटनाओं के बीच एक लंबा समय अंतराल भी हो सकता है, " कार्डोना कहते हैं। "यह हमारे विचारों और दृष्टिकोणों में एक जबरदस्त बदलाव है।" (भूविज्ञान, 2018; doi: 10.1111 / gbi.12322)

(इंपीरियल कॉलेज लंदन, 28.11.2018 - एनपीओ)