私たちは、地球の進化の歴史で重要な瞬間を正確に指摘するために、より近づいている

地域の大半の動物に呼吸は生命と同義です。 しかし、地球が存在した最初の20億年の間に、酸素は不足している。

だからといって、地球にその中に生命がなかったわけではない、その命は、よりまれて今日私たちが知っているものとは大きく異なっていました。

光合成をすることができる、より複雑な細菌が登場し、すべてが変わり始めた科学者たちは、これをGreat Oxidation Eventと呼ばれていました。 しかし、これらすべてのことがいつ起こったか？ そして、どのようにすべてが揺れますか？

新しい遺伝子解析技術は、新しいタイムラインのヒントを提供しています。 推定によると、細菌が生命が実際に繁栄する前に、太陽の光を食べて酸素を吐き出すために4億年かかったそうです。

つまり、大酸化イベントはるか以前に光合成をすることができる生物が地球にいた可能性があります。

「進化のすべては、常に小さく開始されます。 ” 説明である マサチューセッツ工科大学の地球生物学者Greg Fournier。

「地球上で最も重要であり、本当に素晴らしい進化的イノベーションである初期酸素光合成の証拠があるにもかかわらず、それが開始されるまでにはまだ数億年を要した。」

現在シアノバクテリアとして知られて特殊な細菌で光合成の進化を説明する2つの競争的な話があります。 一部の人々は、太陽の光をエネルギーに変える自然のプロセスが進化の現場に非常に早く到着しましたが、「遅い融合」に進んだと思います。 他の人々は、光合成が後で進化したと思いますが、「野火のように消えた」。

意見の不一致のほとんどは、細菌が進化する速度の家庭化石記録のさまざまな解釈から来ている。

だからFournierと彼の同僚は今、他の形態の分析をミックスに追加しました。 まれに細菌は、親ではなく、遠く離れた他の種からの遺伝子を受け継ぐことができます。 これは、細胞が他の細胞を「食べ」、他の細胞の遺伝子をゲノムに統合するときに発生することができます。

科学者たちは、この情報を使用して、異なる細菌のグループの相対的な年齢を把握することができます。 例えば、遺伝子を盗んだ人は、同時に存在していた種で遺伝子をつまむ必要があります。

その後、これらの関係は、有機体の遺伝的配列を使用して遺伝的変化の履歴を追跡する分子時計モデルのような、より具体的な年代測定の試みと比較することができます。

このため、研究者は、藍藻を含む数千種の細菌ゲノムを調べました。 水平遺伝子伝達の事例を探していました。

合計34個の明確な例を確認した。 これらの例を6つの分子時計のモデルと比較すると、著者は特定の1つが最も一貫して適切であることを発見した。 このモデルをミックスから選択して、チームは光合成細菌が実際にどのように古いか調べるために、推定値を実行しました。

この発見は、今日生きているすべての藍藻種が約29億年前に存在した共通の祖先を持っていることを示唆しています。 一方、先祖の すべてのこと 約34億年前に光合成をしていない細菌から分かれ祖先。

光合成は、おそらくこの二つの連帯の間のどこかで進化したものです。

チームが好む進化モデルで藍藻は、おそらくGEOより少なくとも3億6千万年前に光合成をしたことです。 彼らが正しいなら、これは「遅いヒューズ」仮説をさらに裏付けるます。

「この新しい論文では、遺伝子の水平伝播を含むゲノムデータと化石記録を新しい方法で接続することにより、地球の酸素の歴史の本質的な新しい光を明らかにします。」 言う カリフォルニア大学リバーサイド（Riverside）の生地化学ティモシーライオンズ（Timothy Lyons）

「この結果は、生物学的酸素生産の開始とその生態学的重要性をいい、海洋の初期酸素処理とその後の大気に蓄積されているパターンと制御に重要な制約を提供しています。」

著者らは、将来的にはシアノバクテリア以外の生物を分析するために同様の遺伝子解析技術を使用することを希望します。

研究では、 王立協会Bの手順。