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光合作用是維持地球生命的基本化學過程,長期以來一直是深入科學研究的主題。研究人員多年來已經知道這個過程起源於細菌,但其起源和演化的細節仍然難以捉摸。現在,《科學》雜誌上報道的新的分子研究正在揭示這個故事,並將這一關鍵創新的起源向前推進。
透過對兩種綠色細菌的光合作用基因進行測序,並將這些資料與其他光合細菌譜系的資料進行比較,科學家們生成了一個光合作用系統發育樹,或稱家譜樹。結果表明,那些含有不產生氧的光系統(如紫色細菌)的細菌首先進化。含有產生氧的光系統的細菌後來在藍細菌中進化,藍細菌最終產生了今天綠色植物中發現的葉綠體。
分子資料與這種能量捕獲機制出現的傳統情景相矛盾。紫色細菌曾被認為是最後進化的細菌群之一,因為細菌葉綠素——細菌版本的捕光分子——比綠色植物使用的葉綠素更復雜。然而,新的資料表明,葉綠素來源於細菌葉綠素,而不是相反。